なぜ忘れると頭がよくなるのか
物忘れを防ぐために、記憶の宮殿を建てる人がいます。 これは、古代にギリシャのセオスの詩人シモニデスによって考案された記憶法で、最近では複数のベストセラー本 (およびベネディクト カンバーバッチ演じるシャーロック ホームズの「マインドパレス」) によって人気を博しています。 16世紀前、聖アウグスティヌスは、彼の「記憶の広々とした宮殿」に保管されている「無数のイメージの宝物」について話しました。 しかし、記憶を研究する21世紀の科学者たちは、忘れてはならない重要な点を明らかにした。
失敗を意味するどころか、忘却は入ってくる情報を処理する際の脳の最前線の戦略かもしれません。
「私たちが必要としない、いらない記憶がある」と神経科学者のマリア・ウィンバーは言います。 “忘れることは良いことであり、適応的なことである。”
従来、忘却は、脳に記録・保存された情報が時間とともに受動的に減衰することと見なされてきました。 しかし、ある種の記憶は、日光にさらされた紙の上のインクのように単に消えていくかもしれませんが、最近の研究では、忘却はしばしばより意図的であり、精巧な細胞および分子のメカニズムによって消去が組織化されていることが示唆されています。 また、物忘れは必ずしも記憶に欠陥があることを意味するものではない。 「実際、計算モデルや動物実験でも、知的な記憶システムには忘却が必要であることが何度も示されています」
19世紀のドイツの心理学者ヘルマン・エビングハウスが考案したグラフは、時間とともに記憶が衰えることを数値化したものです。 現代の研究者は、このグラフを用いて、記憶の強化（または統合、青い矢印）と記憶を劣化させ弱めるプロセス（忘却、ピンクの矢印）の間の競争を説明しています。 この例では、記憶を獲得してから2日ほどで強く想起される（保持率がピークに達する）。 その後、記憶は2日間ほど急速に衰え、その後、統合が忘却と釣り合うように安定し始める。
失敗を意味するどころか、忘却は入ってきた情報を処理する際の脳の最前線の戦略かもしれません。 なぜなら、脳の記憶装置の生物学的目標は、情報を保存することではなく、脳が適切な判断を下せるようにすることだからです。 脳がどのように忘れるのかを理解することは、健康な脳のパフォーマンスを向上させる手がかりになると同時に、さまざまな精神疾患の根底にあるメカニズムへの洞察をもたらすかもしれない。
記憶の生物学
記憶そのものはまだ謎のようなものですが、基本的には、過去の経験の表現をコード化する脳内の物理的変化から成っています。 このような記憶の痕跡（エングラムとして知られている）は、不完全ではありますが、過去を再構築するためにアクセスすることができます。 多くの専門家は、エングラムはシナプス（神経細胞間の信号伝達部位）を強化することで構築されると考えている。
「一般的な見解は、エングラムの形成には、あるイベントの際に活動したニューロンの集団間のシナプス結合の強化が含まれるということです」と、シーナ・ジョセリンとポール・フランクランドは最新の『Annual Review of Neuroscience』に書いています。 「これは、この細胞集団内の同じ (または類似の) 活動パターンが、後の時間に再現される可能性を高めます」
エングラムは明らかに、すべての経験の細部を保存するわけではありません。 活動パターンの記録の中には、持続しないものもある。 そしてそれは良いことだと、イギリスのバーミンガム大学のウィンバーは言う。
たとえば、公園で犬に噛まれたときの詳細をすべて正確に記憶している場合、別の公園で別の犬に注意することは必ずしもわからないと思います。 “実際、”ウィンバーは、「私たちが望むのは、より柔軟でより一般化された記憶であり、それは、細部を少し忘れ、記憶の要点をより発展させることを含むかもしれません」と言います。”
こうした「合理化」記憶は、記憶力に対する欠陥や制約の副作用ではないとフランクランドとブレイク・リチャーズは2017年にNeuronに投稿した論文で指摘しています。 このような簡略化は「適応的記憶の本質的な構成要素である」と彼らは書いている。 “経験の要点を保存し、複雑な詳細を避ける単純な記憶は、将来の出来事への一般化に適しているでしょう。”
要点を、そして要点だけを得ることは、したがって、賢い決定を下すための補助として価値があると、トロントのシックチルドレン病院のフランクランドとトロント大学のリチャーズは述べています。 実際、彼らは、記憶を「単に時間を通じて情報を忠実に伝達するための手段」と考えるのは間違っていると考えている。 むしろ彼らは、「記憶の目標は、知的な意思決定を導くことである」と提案しています。
要点だけを得ることは、変化する環境では特に有用で、いくつかの記憶の喪失は、いくつかの方法で意思決定を改善します。 1つは、忘れることによって、健全な判断を妨げるような古い情報を排除できることです。 また、過去を忠実に再現しすぎた記憶は、異なる未来を想像する能力を損ない、行動の柔軟性を失わせ、状況の変化に対応できなくなる。 忘れることができないと、心的外傷後ストレス障害のように、不要な記憶や衰弱させる記憶が持続してしまうこともある。
能動的忘却
忘却の大きな価値は、それが偶然に起こるのではないことを意味する。 場合によっては、記憶の痕跡を符号化するエングラムがそのまま残っていても、忘れるのは単に思い出せないことを反映しているのかもしれない。 しかし、それがすべてではないと考える研究者も増えてきている。 ロナルド・デイビス（Ronald Davis）とイー・チョン（Yi Zhong）が指摘するように、脳の記憶能力は、データの廃棄方法を備えた効率的な情報管理システムを持っていることを示唆しているのである。 “時間を超えて脳に蓄積され得る並外れた数の記憶エングラムのために、脳は使われなくなった記憶を除去する…メカニズムを持っていなければならないと論理的に思われる “と、彼らは2017年にNeuronに書きました
心理学者は半世紀以上にわたって能動忘却の可能性を検討してきましたが、研究者がこの問題についてかなりの神経生物学の証拠を蓄積したのはここ15年ほどの間だけです。 忘却の神経科学的研究はまだ初期段階にありますが、科学者たちは、情報を消去するための脳の戦術のいくつかを見分け始めています。 Neuron誌の論文の中で、フロリダ州スクリップス研究所のデイヴィスと北京の清華大学のチョンは、忘却プロセスを実行する可能性のあるメカニズムに関する過去数年間のさまざまな研究を紹介しています。 エングラムに保存された記憶は、記憶の検索を可能にする文脈上の手がかりの喪失、他の類似した記憶による検索の妨害、あるいは単にエングラム細胞内の不安定な生体物質の崩壊など、さまざまなプロセスによって「受動的に」忘れることができます（左下）。 研究者の中には、受動的なメカニズムよりも「能動的な」忘却の方が、より強力に記憶を消去できると考える人もいる。 能動的忘却には、不快な記憶を意図的に抑制しようとするもの（動機づけ忘却）、他の部分の検索によって記憶の一部を忘れるもの、他の情報処理からの干渉によって引き起こされる記憶の崩壊、「内在的」忘却-情報を効率的に管理する脳の記憶装置に不可欠な、細胞や生化学プロセスによる情報の消去などが提案されている。
一部の忘却は、エングラムを形成する生物学的物質の自然崩壊またはそれを取り出す能力の喪失の結果として、「受動的」であると思われる、とDavisとZhongは指摘しました。 しかし、多くの忘却は、ハードディスクからデータを消去するプログラムを実行するようなものである。 例えば、新しい刺激が古い記憶に積極的に干渉することがある。 記憶の一部を呼び起こすと、他の部分が失われてしまうこともある。 そして、「忘却細胞」が実際に脳に信号を送り、記憶の痕跡を一掃している可能性がある、とデイヴィスとチョンは示唆した。 「我々は、脳にも、記憶の獲得や保存に用いられるのと同様のシグナル伝達系を用いて、記憶の痕跡を消去する生物学的能力が備わっていると考えています」。 実際、忘却は情報管理における脳の主要な戦略かもしれません。
「忘却は脳のデフォルトシステムかもしれないと推測します」と、デイヴィスは神経科学会議で述べています。 「私たちの脳には、基本的に、裁判官が介入してこの記憶を保存する価値があると言わない限り、すべてを消去しようという、遅い慢性的な忘却信号があるかもしれません」
さまざまな実験研究において、デイビスや他の人々は、記憶を積極的に消去する生化学プロセスの役割について十分な証拠を集めています。 たとえばミバエの研究では、よく知られた化学メッセンジャー分子であるドーパミンが関与しています。
ミバエは、電気ショックを伴う臭いを避けることを記憶できますが、この記憶はキノコ体ニューロンとして知られる神経細胞によって管理されています。 衝撃は、ドーパミンをキノコ体細胞に伝達する他のニューロンを活性化し、衝撃と匂いを結びつける記憶を保存する生化学反応を開始させる。 しかし、その記憶はすぐに忘れ去られる（通常、翌日までには）。 何かが記憶を消し去っているのであり、その証拠に、ドーパミンが忘却にも関与しているのである。
ドーパミンの二重の役割は完全には解明されていない。 しかし、キノコ体神経細胞はドーパミンに反応する2つの異なる分子アンテナを持っており、そのアンテナ（または受容体分子）の1つは記憶形成を開始させ、もう1つは消去を促進する。 ドーパミンが記憶を促進するか消去するかは、一般的な生化学的条件やその時のキノコ体ニューロンの活性度など、文脈に依存すると思われる。 その記憶が形成されるのは、衝撃が、においが（カルシウムを介して）細胞のシグナルを引き起こすと同時に、キノコ体ニューロンにつながる神経細胞からドーパミンという分子の放出を刺激するからである。 ドーパミンによって刺激されると、キノコ体ニューロン上の「分子アンテナ」または受容体分子（dDA1）が化学反応を起こし（cAMPシグナル分子を介して）、キノコ体ニューロンを再構築し、記憶を強化するのである。 匂いのない環境では、ドーパミンレベルの低下により別のドーパミン受容体分子（DAMB）が刺激され、記憶が弱まるため、時間の経過とともに記憶が薄れる。
いずれにしても、消去プロセスにはRac1というタンパク質が関係しており、シナプスの構造化に一役かっている。 Rac1に反応してシナプスを再構築することが、エングラムを弱める原因になっている可能性があることが、いくつかの研究で指摘されています。 例えば、Rac1活性を阻害すると、記憶が持続する時間が長くなる。
Rac1はまた、新しい神経細胞の誕生（神経発生として知られるプロセス）によって駆動される第2の忘却メカニズムに関与している可能性がある。 ラットでの研究により、既存の神経回路に統合された新しい神経細胞が回路を再構築することがわかった。 このような結合の変化により、記憶にアクセスしにくくなる可能性があると、フランクランドは神経科学の学会で述べている。 動物実験では、神経新生を阻害すると記憶が保存されること、一方、神経新生が高レベルになると忘却が促進されることが示されている。 成人のヒトにおけるニューロン新生の量はまだ未解決の問題であるため、そのような形の忘却がヒトにおいて重要であるかどうかは不明である。
いずれにしても、多くの種類の「忘却細胞」がエングラムの消去に関与しているはずであることを示す証拠がある。 Davis氏とZhong氏は、「記憶を消去する分子および細胞経路が何十個も存在する可能性が高い」とNeuronに書いています。
これらのプロセスがいつどのように動作するかは、身体活動、ストレス、睡眠などのさまざまな要因に依存する可能性があります。 睡眠は、ヒトや他の動物において記憶を強化することが知られており、おそらく記憶が脳に蓄積される（または「統合」される）時間を提供することによって、記憶が強化されると考えられています。 しかし、睡眠は、忘却を促すプロセスを抑制することによっても、記憶を助ける可能性があると、DavisとZhongは指摘している。 Cell誌に掲載された2015年の研究では、睡眠がキノコ体ニューロンへのドーパミン忘却シグナルの放出を抑制する証拠を見つけました。
これまでに蓄積された研究が示唆するように、忘却が脳が毎日遭遇する大量のデータ入力をうまく処理する方法の鍵であるとすれば、忘却プロセスの欠陥が脳障害の一因となる可能性は十分にあると、デイヴィスとゾンは指摘しています。 例えば、自閉スペクトラム症には、忘れる能力の欠陥が関与している可能性がある。 確かに、心的外傷後ストレス障害の強力で衰弱した記憶には、不穏な経験を忘れることができないことが反映されている。 また、統合失調症などの精神疾患では、不要な記憶が繰り返し侵襲されることが特徴的である。
プラス面では、忘却の生物学に対する洞察が深まれば、必要な記憶を強化し、望ましくない記憶を取り除くことができる薬剤を特定するのに役立つかもしれない。 しかし、そのような利点は、もっと多くの研究の後にしか現れないかもしれないと、デイヴィスは神経科学会議で述べています。
「私たちは、積極的忘却の神経生物学を理解しようとする、とてもとても最初の段階にいます」と、彼は言いました。 しかし彼は、この分野は急速に注目を集めるだろうと予想しています。
「今から5年後には、この部屋が埋まっていることを保証します」と彼は述べました。 「神経科学者の大群がこの分野に侵入し始めるだろう」と彼は言った。 もし彼が正しければ、忘却に関する将来の会議は、たくさんのゴミ箱と、おそらくゴミ箱さえある、広い宮殿で開かれるのがベストかもしれません
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