神経科学：不安定な作業記憶の神経表現は習熟に伴って固定化する

作業記憶は、情報を一時的に保持して短期間操作する過程で、多くの認知機能に必須である。しかし、作業記憶の神経表現が、長い時間スケールにわたって集団レベルで生成して経時変化する過程の根底にある機構は解明されていない。今回我々は、これらの機構を突き止めるため、頭部を固定したマウスで、2つのにおいを5秒間隔で連続で与えて、それに基づき意思決定させるという遅延嗅覚連合記憶課題を行うよう訓練した。遅延後期と選択期の間に二次運動ニューロンを光遺伝学的に抑制すると、マウスの課題遂行が著しく障害されることが分かった。二次運動皮質（M2）、脳梁膨大後部皮質（RSA）、一次運動皮質（M1）の大規模ニューロン集団のメゾスコピックなカルシウム画像化を行うと、マウスが課題を学習するにつれて、M2に多数の遅延後期選択的ニューロンが生じることが示された。マウスが課題に習熟するにつれて、M2には作業記憶遅延後期復号化精度の顕著な向上が見られたが、こうした変化はM1やRSAには見られなかった。習熟の早期相で、遅延後期の作業記憶神経表現は日ごとに浮動したが、刺激の表現と選択の表現は安定していた。皮質2/3層（L2/3）の単層画像化とは対照的に、表層L5ニューロンを含む7万3307個に上るM2ニューロンの同時容積カルシウム画像化でも、訓練の継続に伴う遅延後期作業記憶神経表現の安定化が見られた。このように、作業記憶の遂行に必須の遅延関連、選択関連の神経活動は、学習中に浮動し、習熟してから数日後にようやく安定化する。

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