マルチタスクをこなすとき、大脳皮質は必要な情報を必要なタイミングで活性化する：医療技術ニュース

大阪大学は、ワーキングメモリを働かせて複雑な問題を解決する場面では、大脳皮質の前頭連合野の神経細胞が必要な情報を必要なタイミングで順序よく活性化していることを発見した。

[MONOist]

　大阪大学は2023年10月24日、ワーキングメモリ（作業記憶）を働かせて複雑な問題を解決する場面では、大脳皮質の前頭連合野の神経細胞（ニューロン）が必要な情報を必要なタイミングで活性化していることを発見したと発表した。使い終わった情報は不活性化されるが、いつでも取り出せる状態にあることも明らかとなった。

複雑なタスクでは、情報が適時的にオン、オフされる。オフになった情報も後で再活性できる［クリックで拡大］ 出所：大阪大学

　今回の研究では、前頭連合野と頭頂連合野のニューロン活動を解析するため、サルに複数のステップを順序よく実行してゴールに到達する課題を実行させた。

　具体的には、サルにタッチパネルで5つのターゲットを提示し、正解をタッチすると報酬を与えた。サルが試行錯誤の過程として5つのターゲットの中から正解を探索し、全て正解した後、再び5つのターゲットを提示した。この時サルには、試行錯誤の過程で学習した記憶を頼りに、間違えず正解を1回ずつ選ぶことを求めた。

　課題遂行中のサルのニューロン活動を記録し、作業記憶の過程で課題遂行に必要な正解位置がどのように保持、操作され、行動プランが生成されるかを調べた。その結果、前頭連合野で、正解位置の情報が必要なタイミングで活性化されていた。使い終わった記憶は不活性化するが、いつでも取り出せるアイドリング状態となっていた。

前頭連合野において、正解の位置の情報は、その情報が必要なタイミングにおいてだけ活性化される［クリックで拡大］ 出所：大阪大学

　なお、頭頂葉も前頭葉と同様の神経活動を示したが、情報処理の主導権は前頭葉にあった。

　複数の課題をこなす場合、脳の前頭葉には各課題の完了までそれぞれを覚えておくニューロンがある。今回の研究で、大脳皮質の前頭連合野のニューロンが中心となって、必要なタイミングで情報を活性化または不活性化することが分かった。この成果は、高次機能障害の1種である遂行機能障害のメカニズムや認知症の発症メカニズムの解明につながることが期待される。