Memory integration mechanisms in implicit learning

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20J01411
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 樋口 洋子 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Keywords: 潜在学習 / 海馬

Outline of Annual Research Achievements

われわれは、自分をとりまく世界の情報を知らす知らずのうちに学習している。この意識の伴わない学習を、意識的な学習(顕在学習)と対比して、「潜在学習」と呼ぶ。潜在学習は自動的に起こり、その学習量には制限がないか、少なくとも顕在学習に比べてずっと多い。潜在学習の研究により、記憶や学習に関するまだ見ぬ重要なメカニズムやその神経基盤が明らかになる可能性がある。本研究は、学習内容の統合という観点から、潜在学習における学習内容の変容を明らかにすることを目的とする。学習直後には正確だった記憶は、時間経過とともに、細部が抜け落ちたり、因果関係が逆転したり、異なる記憶が混ざったりする。そのような現象は、関連する学習内容の統合によって引き起こされている可能性がある。本研究では、学習内容の統合によって引き起こされる現象を実験的に観測し、そのメカニズムを明らかにし、神経基盤を同定する。
令和3年度は、本研究の中心テーマである潜在学習における統計的規則性の統合メカニズムの解明のため、行動データおよび脳活動データを測定・解析し、以下の知見を得た。第一に、学習直後も学習から24時間後も、潜在的に獲得した学習内容は新規のイベントと区別可能である。第二に、潜在的に獲得した学習内容同士は学習直後は互いに区別可能であるが、学習から24時間後には区別ができなくなる。機能的磁気共鳴画像法を用いた脳活動測定の結果、学習内容同士の区別の時間変化には右海馬、学習内容と新規イベントの区別には左の海馬が主に関わることがわかった。一連の結果は、潜在学習においても顕在学習と似たように、時間経過とともに学習内容同士の関係が変化し、その変化に海馬が重要な役割を果たしていることを示す。この結果は、関連する学習内容が統合されるという仮説を支持するものである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の最終目標は、潜在的に獲得した学習内容の統合過程とその神経基盤を同定し、メカニズムを解明することである。令和2年度は、申請者がこれまでに行ってきた潜在学習研究をもとに、時間経過による学習内容の統合を定量化するための最適な心理物理実験系を開発し、行動データを取得した。令和3年度は、行動データおよび脳活動データの測定を完了し、以下の知見を得た。第一に、学習直後も学習から24時間後も、潜在的に獲得した学習内容は新規のイベントと区別可能である。第二に、潜在的に獲得した学習内容同士は学習直後は互いに区別可能であるが、学習から24時間後には区別ができなくなる。機能的磁気共鳴画像法を用いた脳活動測定の結果、学習内容同士の区別の時間変化には右海馬、学習内容と新規イベントの区別には左の海馬が主に関わることがわかった。一連の結果は、潜在学習においても顕在学習と似たように、時間経過とともに学習内容同士の関係が変化し、その変化に海馬が重要な役割を果たしていることを示す。この結果は、関連する学習内容が統合されるという仮説を支持するものである。研究成果をまとめた論文を現在執筆中であり、近日中に国際ジャーナルに投稿する用意を進めている。また、本研究の成果は、オンライン国際学会であるVirtual Vision Science Societyの口頭発表に採択され、令和4年6月1日に発表予定である。

Strategy for Future Research Activity

研究成果を国内外の学会において発表し、改良のための意見を得る。得られたフィードバックを踏まえて必要な場合は追加実験・解析を行い、最終的な成果を論文として執筆し、国際学術誌に投稿する。