なぜ物事を思い出せないのですか?科学によれば、忘れることも一種の学習です。

「去年の悩みは全部忘れて、忘れて、忘れて…」

この神聖な歌に洗脳されて、次に何をすべきか忘れてしまったのでしょうか?

私たちの認識では、忘れることは常に悪いことです。例えば、試験中に復習したことを忘れたり、職場で上司から割り当てられたタスクを忘れたりします。これらは気分や物事の結果に影響を与えます。

しかし実際には、科学者たちは「忘れること」は悪いことではないと考えています。それは学習の別の形を表しているのかもしれません。

最近、ダブリン大学トリニティ・カレッジ神経科学研究所のトマス・J・ライアン准教授とトロント大学のポール・W・フランクランド助教授は、げっ歯類が特定の記憶エングラム細胞を形成する能力を観察し、操作することで、記憶がどのように保存され、忘却がどのように起こるのかを説明しました。

この研究結果は、特定の記憶を獲得する能力の変化は環境からのフィードバックに基づいており予測可能であること、また「忘れること」は必ずしも悪いことではなく、むしろ脳の機能的特徴であり、より高次の学習形態を表す神経可塑性の基本的な形態であることを示唆している。

（出典：Nature Reviews Neuroscience）

「適応的エングラム細胞の可塑性の一形態としての忘却」と題された関連研究論文が、科学誌「ネイチャー・レビュー・ニューロサイエンス」に掲載された。

記憶と忘却の愛憎関係

忘れることといえば、まず頭に浮かぶのは間違いなく記憶です。なぜなら、記憶がなければ忘れることもできないからです。では、記憶はどのようにして生まれるのでしょうか?

動物は世界を探索するにつれて、適応行動を可能にして発達を促進する情報をコード化し、記憶を形成することを学びます。古代の人間が、火が野獣を追い払うことができることを発見したとき、彼らは再び野獣に遭遇したときに、松明を使って野獣を追い払うことを学んだのと同じです。したがって、人類は生き残り、文明は発展することができたのです。

研究によれば、学習行為には、情報の符号化と将来の想起の基礎となる脳構造に永続的な変化を残す一種の可塑性が関与しており、これは記憶エングラムとしても知られています。

では、忘却と記憶にはどのような関係があるのでしょうか?

ライアン博士は次のように語った。「記憶は『エングラム細胞』と呼ばれるニューロンのグループに保存されており、これらの記憶をうまく思い出すには、これらのニューロングループの再活性化が必要です。」したがって、論理的には、記憶細胞が再活性化できないときに忘却が発生します。

また、物忘れには病的な物忘れと非病的な物忘れに分けられ、物忘れの程度も異なります。

極端な例としては、アルツハイマー病の末期や重度の外傷性脳損傷などの重度の健忘状態があります。これらの重度の健忘症は記憶の刻印自体の喪失が原因であり、記憶を回復する可能性は基本的にゼロです。

もう一方の極端な例は、忘却が起こらない過剰な回復性、つまりスーパーメモリです。この状況の原因は、その症状自体の特徴に加えて、心的外傷後ストレス障害によっても引き起こされる可能性があります。

図｜忘却の範囲（出典：本論文）

これら 2 つの極端な状態の間には、さまざまな程度の忘却があり、その中には私たちが通常行う忘却の方法である自然な忘却も含まれます。

しかし、人生経験から見ても、科学的な実験から見ても、自然な忘却はどこにでもあることがわかります。

では、重要な疑問は、なぜそれが起こるのかということです。これは単なる脳のバグなのでしょうか、それとも生物学的な目的があるのでしょうか?

自然な忘却のメカニズム

研究結果は、健康な脳における忘却の蔓延は、バグではなく正常な記憶機能の重要な特徴を表している可能性があることを示唆している。

さらに、忘れてしまったとしても、すべてが失われるわけではありません。今日では、忘れられた中核記憶情報が脳内にまだ存在しているものの、自然な想起では容易にアクセスできないという証拠が増えています。それはまるで、思い出が金庫に保管されているのに、それを開ける暗証番号を覚えていないかのようです。

これにより、ライアンとフランクランドは新たな研究アイデアを得て、認知機能と神経生物学的メカニズムの観点から忘却に関する人間の理解を再構築することができました。

忘却のメカニズムに関する従来の研究では、忘却のメカニズムに関するほとんどの実験では通常、汎神経的な介入が使用され、記憶エングラム細胞への影響は具体的には調べられていません。

研究者らは、記憶喪失のマウスモデルにおいて、エングラム細胞のアクセス可能性（つまり、忘れたものを回復する能力）と病的な忘却との関係、および忘却に関連するメカニズムを調査した。研究により、自然な忘却は次の 4 つのメカニズムに関連していることがわかりました。

1) 記憶のアクセシビリティにおけるシナプス重みの変化の重要性。
2) 細胞内シグナル伝達機構が忘却を引き起こし、シナプス変化の上流または下流に作用する。
3) 海馬回路のリモデリングにより、記憶エングラム細胞上の既存のシナプスの重みが変化する可能性がある。
4) ミクログリアは、補体タンパク質によって特徴づけられる弱いシナプス接続を排除（剪定）することで脳の回路を形成します。

これらのメカニズムは、脳が忘れる方法のほんの一部に過ぎないと思われますが、それらすべてに共通する特徴が 1 つあります。それは、シナプスの強度の変化です。

そのため研究者たちは、忘却はシナプスの重みの変化によるものであり、それが記憶エングラム細胞へのアクセス性の低下につながると考えています。つまり、忘却は回路の再構成によって起こり、メモリセルがアクセス可能な状態からアクセス不可能な状態に切り替わるのです。

忘却のメカニズムを理解した後、残る疑問は、どの記憶が忘れられるか、そしてなぜ忘れられるかを決定するものは何でしょうか?

研究者たちは、忘却の一部は、記憶エングラム細胞へのアクセス性を変化させる環境条件によって引き起こされる学習の一形態であると考えられると考えている。

図 |忘却は適応的な神経可塑性の一種です。 a.この論文で概説されているモデルによれば、動物（この場合はマウス）は経験と世界の認識の結果として記憶エングラムを形成します。 b.記憶が思い出されると、予測が確認され、正の予測誤差信号が発生するため、記憶は維持されるか、または、顕著な（新しい）関連情報がある場合は、新しい学習と可塑性の結果として更新されます。 （出典：本論文）

環境が忘却に与える影響

研究者らは、生物学的環境の変化が忘却の速度を調整する知覚フィードバックを提供すると示唆している。静的な環境では、情報が有用なままであるため忘却はそれほど頻繁には発生しませんが、変化する環境では、学習した情報は時間の経過とともに関連性が低くなります。

そして忘れることは同じではありません。場合によっては、忘却の速度は環境的経験によって調整されることがあります。ただし、これらの側面は、忘れられた記憶の形態や機能とは明確に関連していません。

例えば、アメリカアカガエルのオタマジャクシが生息する温度条件は、肉食性のタイガーサンショウウオの匂いに対する記憶喪失を調節します。

では、忘却率に影響を与える具体的な環境要因は何でしょうか?

研究によれば、次のことがわかっています。

1) 運動は記憶機能と持続性を調整しますが、ストレスは記憶のアクセスしやすさを変え、記憶の検索をよりネガティブな記憶に偏らせます。

2) 記憶の形態や機能に対応する環境体験の側面も忘却の速度を調節する。例えば、ショウジョウバエでは、空腹は砂糖に関連する嗅覚記憶の想起を促進し、喉の渇きは水に関連する嗅覚記憶の想起を促進します。

3) げっ歯類では社会的孤立によりRAC1シグナル伝達が強化され、社会的記憶が忘却されるが、この行動状態の変化は再社会化によって元に戻る可能性がある。

4) 予測的忘却: 学習した知覚環境に再び遭遇すると、脳は予測と一致しない詳細を「削除」し、無関係な詳細を忘れます。脳が記憶を形成する傾向は環境に関係しており、最も予測不可能な環境的特徴によって形成された記憶は忘れられてしまうことが多い。

忘れることは学習の一種である

要約すると、忘却は神経可塑性の肯定的なプロセスであり、必ずしも記憶喪失につながるわけではありません。忘却は可逆的であったり、適応機能があったり、環境の変化によって制御されたり、期待と環境の不一致によって引き起こされたりする可能性があります。

適応的忘却に関するすべての理論の核となる信条は、記憶に保存されている情報を劣化させることで、生物がより柔軟に行動できるようになり、記憶に基づいたより良い意思決定が促進されるというものです。

忘れることで、人々は変化する状況に応じて認知的柔軟性を養うこともできます。動物はさまざまな環境に遭遇する可能性があるため、古くなった情報を忘れることは、新しい環境に適応するための良い戦略となる可能性があります。

したがって、私たちや他の多くの生物が住むような、常に変化する世界では、いくつかの記憶を忘れて、変化に対してより柔軟に対応できるようにすることは有益である可能性があります。記憶が現在の状況とはまったく関係のない状況で獲得された場合、それを忘れることは私たちの幸福感を高める前向きな変化となる可能性があります。

選択肢が与えられた場合、自然健忘を選択しますか、それともハイパータイムスを選びますか?

参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41583-021-00548-3

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220113111421.htm

https://www.tcd.ie/news_events/articles/why-do-we-forget-new

理論によれば、忘却は実は学習の一種である。

執筆者: ハオ・ジン

編集者：コウ・ジェンチャオ

レイアウト: 李雪偉

出典: アカデミックヘッドライン