迷走神経刺激、マウスの長期学習を強化

マウスが目で動く縞模様を追うことを学習する。刺激が届くのは授業の最中ではなく、その後だけで、左頸部の迷走神経に取り付けた小さなカフを通じて行われる。直後の成績はほとんど変わらないが、後日になると、刺激を受けた動物の学習がより強くなる。これは、iScienceに掲載されたマウスによる実験室研究の結果だ。

この遅れがポイントだ。水平視運動性眼振（HOKR）は小脳に依存する眼球運動課題で、マウスは視覚的な縞模様をより効果的に追跡することを学ぶ。迷走神経刺激（VNS）は、動物が訓練を受けている間にはほとんど影響を与えなかったが、その効果は後から現れた。これは、瞬間的な成績向上ではなく、記憶の固定を示唆している。

東北大学のチームは、HOKRの学習に関わる領域である小脳片葉の近くで、行動の背後にある物理的な変化を探した。VNSを1回刺激すると、まず局所の血液量が短時間減少し、その後、遅れて増加した。刺激を繰り返すと血液量にリズミカルな振動が生じ、振動が大きいマウスほど5日目の学習成績が良い傾向を示した。

この発見は、VNSをめぐる説明の可能性を広げる。迷走神経は内臓と脳の間で信号を伝えており、刺激はすでに複数の疾患に対する臨床的に承認された治療法となっている。従来の研究は神経伝達物質系を介した効果を調べてきたが、今回の研究は別の経路を示している。訓練後に脳の血管環境や代謝環境を変えることで、長く続く学習の定着を助けられる可能性がある。

では、具体的に何が変わるのか。研究者は、同じ練習でも機会ごとに固定のされ方が異なる理由を調べるため、検証可能な体から脳へのメカニズムを得ることになる。だが患者が新たな学習療法を得るわけではない。根拠はマウスによるもので、刺激プロトコルにはなお最適化が必要であり、人での効果も確立されていない。