マウスに"ありもしない怖い記憶"を植え付けた。光で記憶のスイッチを押す研究の現在地

読む前に予想してみよう!
この研究で、人間の記憶を光で自由に書き換える方法が確立された
遺伝子操作したマウスの脳に光ファイバーを入れて行った研究で、人にそのまま使える技術ではない。
- 対象
- 遺伝子改変マウス
- 規模
- 1実験あたり数匹〜十数匹
- 研究の種類
- 動物実験(光遺伝学)
- 確かさ
- ★★★☆☆
記憶を担う神経細胞に光で反応する目印をつけ、別の場所で光を当てて恐怖と結びつけたら、マウスは何も起きていない場所を怖がるようになった。
ひとことで言うとマウスの記憶を光で呼び起こしたり、ニセの記憶を作ったりできたんだ!
「記憶を書き換える」——SF映画でよく見る設定です。
でも2013年、それに近いことがマウスで実際に行われました。研究したのは、ノーベル賞学者の利根川進(とねがわ・すすむ)さんが率いるアメリカ・マサチューセッツ工科大学(MIT)と理化学研究所のチーム。マウスの脳に、本当は起きていない「怖い記憶」を作り出したのです。
01光で神経細胞を動かす「光遺伝学」
この研究を可能にしたのが、光遺伝学(オプトジェネティクス)という技術です。
藻の仲間が持つ、光に反応するタンパク質の遺伝子を神経細胞に入れると、その細胞は光を当てたときだけ活動するようになります。2005年に神経細胞で使えることが示され、脳研究に革命を起こしました。
狙った細胞だけを、狙ったタイミングで、光のスイッチでオンにできるのです。
02記憶の"スイッチ"を押すと、マウスは固まった
光を当てていないとき、マウスは平気でした。つまり、光で特定の記憶を担う細胞(エングラム)をオンにするだけで、その記憶を呼び起こせたことになります。
03そして、ニセの記憶を作った
2013年、チームはさらに一歩進めました。
- 部屋A(安全):マウスを入れ、そのとき働いた海馬(歯状回)の細胞に目印をつける。何も怖いことは起きない
- 部屋B:マウスを移し、部屋Aの記憶の細胞に光を当てながら、軽い電気ショックを与える
- 部屋Aに戻す:すると、マウスは部屋Aで固まった
マウスは部屋Aで一度もショックを受けていません。それでも、脳の中では「部屋A=怖い場所」という記憶ができあがっていたのです。研究チームはこれを偽りの記憶と呼びました。

04人の「記憶違い」にもヒント?
人の記憶も、あとから入った情報で書き換わることが知られています。この研究は、そうした記憶違いが、脳の中で本物の記憶と似た仕組みで作られている可能性を示しました。
実際、偽りの記憶が呼び起こされるとき、本物の恐怖の記憶を思い出すときと似た脳の領域が働いていました。
05どんでん返し:人への応用は遠い
この研究は「記憶を自由に書き換えられる時代が来る!」と話題になりました。でも、現実はずっと慎重です。
- 人の脳に遺伝子を入れたり光ファイバーを入れたりするのは、安全面・倫理面で大きな壁がある
- マウスで扱えたのは「この部屋は怖い」という単純な記憶。人の複雑な思い出とは比べものにならない
- 1つの記憶を担う細胞が、本当に海馬の一部の細胞だけなのかも、まだ研究中
2020年の総説では、エングラム研究が「過去を思い出す」だけでなく「未来を想像する」仕組みの理解にもつながりうると論じられていますが、それも基礎研究の段階です。
06まとめ
光で記憶の細胞をオンにすると、マウスは記憶を思い出し、さらには起きていない出来事の記憶まで作り出せた。記憶は、脳の中の特定の細胞の"まとまり"に宿っているらしいのです。
SFのような研究ですが、目的は記憶の仕組みを知ること。人の記憶の不思議を解き明かす道は、まだまだ続いています。
この研究を英語で読もう原田英語の English CornerA technique called optogenetics allows scientists to switch specific brain cells on with light.
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4択クイズ9問A2・B1・B2タップして開く
原田英語の English Corner
この研究を英語で読もう
In 2013, scientists in the United States and Japan made a false memory in mice. First, a mouse stayed in a safe room, Room A. The scientists marked the brain cells that remembered this room.
Then the mouse went to Room B. There, the scientists turned on those cells with light and gave a small shock. Later, the mouse was afraid in Room A, but nothing bad ever happened there.
70 words ・ CEFR A2
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2013年、アメリカと日本の科学者たちは、マウスに偽りの記憶を作りました。まず、マウスは安全な部屋Aにいました。科学者たちは、この部屋を覚えた脳の細胞に目印をつけました。
次に、マウスは部屋Bに移りました。そこで科学者たちは、光でその細胞をオンにして、小さなショックを与えました。その後、マウスは部屋Aで怖がるようになりましたが、そこでは一度も悪いことは起きていなかったのです。
4択リーディングクイズ
Q1. What is the passage mainly about?
マウスに偽りの記憶を作った実験の話なので C。
Q2. Where did the mouse get a small shock?
Then the mouse went to Room B. There, ... gave a small shock とあるので B。
Q3. In this passage, "false" means ...
false は「偽りの・本当でない」。部屋Aで実際には何も起きていないのに怖い記憶ができたので D。
A technique called optogenetics allows scientists to switch specific brain cells on with light. In 2012, a team at MIT and RIKEN, led by the Nobel Prize winner Tonegawa, marked the cells in the hippocampus that were active when mice formed a fear memory in one room.
Later, when light was shone on these cells in a different, safe room, the mice froze in fear. In 2013, the team went further. They marked the cells that stored the memory of a safe room, then activated them with light while giving the mice a mild shock in another room. Back in the safe room, the mice froze, even though nothing bad had ever happened there.
114 words ・ CEFR B1
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光遺伝学と呼ばれる技術を使うと、科学者は特定の脳細胞を光でオンにすることができます。2012年、ノーベル賞受賞者の利根川さんが率いるMITと理化学研究所のチームは、マウスがある部屋で恐怖の記憶を作ったときに活動した海馬の細胞に目印をつけました。
その後、別の安全な部屋でこれらの細胞に光を当てると、マウスは恐怖で固まりました。2013年、チームはさらに一歩進みました。安全な部屋の記憶を蓄えた細胞に目印をつけ、別の部屋でマウスに軽いショックを与えながら、光でその細胞を活性化したのです。安全な部屋に戻ると、そこでは一度も悪いことが起きていないにもかかわらず、マウスは固まりました。
4択リーディングクイズ
Q1. What does optogenetics allow scientists to do?
allows scientists to switch specific brain cells on with light とあるので A。
Q2. What happened in the 2012 experiment when light was shone on the marked cells?
when light was shone on these cells in a different, safe room, the mice froze in fear とあるので D。
Q3. Why did the mice freeze in the safe room in 2013?
安全な部屋の記憶細胞を光でオンにしながら別の部屋でショックを与えたので、安全な部屋の記憶とショックが結びついた。正解は C。
A mouse enters a room where nothing bad has ever happened and freezes in fear. In 2013, researchers at MIT and RIKEN, led by the Nobel laureate Tonegawa, did exactly this by creating a false memory. Their tool was optogenetics, in which a gene for a light-sensitive protein from algae makes neurons fire only when lit. In 2012, the team had tagged neurons in the hippocampus that were active while mice learned to fear a room where they received shocks.
Later, in a different, harmless room, shining light on those cells made the mice freeze. Switching on one specific group of cells, called an engram, was apparently enough to trigger recall. This time they tagged the engram for a safe room, A, and reactivated it with light while the mice received mild shocks in room B. Back in room A, the mice froze, though they had never been shocked there.
The method has obvious limits. It needs genetically modified animals with implanted optical fibers, and the memories were simple. Artificial reactivation may also differ from how human false memories arise. Even so, recalling the false memory engaged brain regions much like those used for genuine fear memories.
197 words ・ CEFR B2
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何も悪いことが起きたことのない部屋に入ったマウスが、恐怖で固まってしまう。2013年、ノーベル賞受賞者の利根川さんが率いるMITと理化学研究所の研究者たちは、偽りの記憶を作り出すことで、まさにこの結果を生み出しました。使われた道具は光遺伝学で、藻に由来する光に反応するタンパク質の遺伝子によって、神経細胞が光の当たったときだけ活動するようにします。2012年、チームは、ショックを受けた部屋をマウスが怖がるようになる間に活動した海馬の神経細胞に目印をつけました。
その後、別の害のない部屋でそれらの細胞に光を当てると、マウスは固まりました。エングラムと呼ばれる特定の細胞のまとまりを働かせるだけで、記憶を呼び起こせるようだったのです。今度は、安全な部屋Aのエングラムに目印をつけ、マウスが部屋Bで軽いショックを受けている間に、それを光で再活性化しました。部屋Aに戻されると、マウスは一度もそこでショックを受けたことがないのに固まりました。
この方法には明らかな限界があります。遺伝子を改変し、光ファイバーを埋め込んだ動物が必要で、記憶も単純なものでした。また、人工的な再活性化は、人の偽りの記憶が生じる仕組みとは異なるかもしれません。それでも、この偽りの記憶を思い出すときには、本物の恐怖の記憶に使われるのとよく似た脳領域が働いていました。
4択リーディングクイズ
Q1. What did the 2012 experiment suggest?
Switching on one specific group of cells, called an engram, was apparently enough to trigger recall とあるので A。
Q2. In the 2013 study, where were the mice actually shocked?
while the mice received mild shocks in room B とあるので B。部屋Aでは一度もショックを受けていない。
Q3. Which is NOT mentioned as a limitation of the method?
The method has obvious limits. 以降に挙げられているのは遺伝子改変動物・光ファイバー、単純な記憶、自然な偽記憶との違い。マウスの年齢には触れていないので D。
重要単語
- optogeneticsC1名詞光遺伝学Optogenetics lets scientists control neurons with light.
opto-(光)+genetics(遺伝学)。光と遺伝子操作を組み合わせた技術。 - engramC1名詞記憶痕跡(記憶を担う細胞のまとまり)An engram may hold a single memory.
en-(中に)+gram(書かれたもの)。脳に「刻まれた」記憶のイメージ。 - labelB1動詞目印をつけるThe cells were labeled with a special protein.
名詞「ラベル」の動詞用法。tag もほぼ同じ意味で使われる。発音は /ˈleɪbəl/(レイベル)。 - freezeB1動詞(恐怖で)すくむ、固まるMice freeze when they are afraid.
活用 freeze-froze-frozen。動物実験では freezing が恐怖の指標として使われる。 - contextB2名詞(実験の)環境、状況The mice remembered the context of the shock.
一般には「文脈」。in this context「この文脈では」。形容詞 contextual。 - genetically modifiedB2形容詞(句)遺伝子を改変したThe study used genetically modified mice.
GM と略される。genetically modified food「遺伝子組み換え食品」も頻出。
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マウスが「安全な部屋」にいたときに働いた神経細胞に目印をつけ、別の部屋で光を当ててその記憶を呼び起こしながら電気ショック。すると、マウスは一度も怖い目にあっていない最初の部屋で固まるようになったらしい。ニセの記憶の完成。
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- Boyden et al. (2005) Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity, Nature Neurosciencedoi.org
- Liu et al. (2012) Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall, Naturedoi.org
- Ramirez et al. (2013) Creating a false memory in the hippocampus, Sciencedoi.org
- Josselyn & Tonegawa (2020) Memory engrams: recalling the past and imagining the future, Sciencedoi.org
※本記事は上記の研究・公開資料をもとに、原田英語が独自の言葉で解説したものです。引用は著作権法第32条の範囲で行い、出典を明記しています。画像はすべてオリジナルのイメージです。研究結果には限界や個人差があります。誤りのご指摘は原田英語のお問い合わせフォームから。












