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「記憶の質や不確実性の評価にも使用されている」ワーキングメモリ領域

ワーキングメモリは、作業などに必要な情報を一時的に記憶、処理する脳の能力です。
ワーキングメモリをつかさどる脳の領域が、記憶の質や不確実性の評価にも使われていたようです。

The human brain regions responsible for working memory content are also used to gauge the quality, or uncertainty, of memories,

参照元：https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2021/september/scientists-pinpoint-the-uncertainty-of-our-working-memory-.html
– ニューヨーク大学 New York University. Sep 14, 2021 –

ワーキングメモリをつかさどる脳の領域は、記憶の質や不確実性の評価にも使われていることが、科学者チームによって明らかにされました。

この研究では、これらの神経反応によって、私たちが記憶の確かさに基づいて行動したり判断したりする仕組みを明らかにしました。

ニューヨーク大学心理学部および神経科学センターのポスドク研究員で、論文の主執筆者であるHsin-Hung Li氏は話します。

「ワーキングメモリ内の不確実性にアクセスすることで、私たちは意思決定を行う際にどれだけ自分の記憶を『信頼』するかを決定することができます。我々の研究は、ワーキングメモリの内容を符号化する神経集団が、記憶の不確実性をも表していることを初めて明らかにしました。」

ワーキングメモリは、情報を頭の中に保持することができるシステムで、意思決定や学習をはじめとする人間の行動のほぼすべての側面に関わる重要な認知システムです。

例えば、読書をするとき、ワーキングメモリを使えば、数秒前に読んだばかりの内容を記憶しながら、目は新しい文章に目を通し続けることができます。

同様に、インターネットで買い物をするときには、画面に表示されている目の前の商品と、すでに見たことがあり記憶に残っている過去の商品とを「頭の中で」比較することがあります。

Li氏は話します。

「脳にとっては、記憶することが重要なだけでなく、その記憶がどれだけ確かなものかを判断することも重要です。以前に見たオンラインアイテムの記憶が乏しい、あるいは不確かだと感じた場合、正確に比較するためにスクロールバックしてそのアイテムを再度確認します。」

人間の行動に関する研究では、人が自分の記憶の質を評価できることが明らかになっていますが、脳がどのようにしてそれを実現しているのかはあまり明らかになっていません。

具体的には、記憶した項目を保持している脳領域が、その記憶の質を登録しているかどうかは、これまで不明でした。

そこで研究チームは、脳が作業記憶の情報をどのように保存しているのか、また同時に、記憶した項目の不確実性（記憶の良し悪し）を脳がどのように表現しているのかを解明するために、2つの実験を行いました。

1つ目の実験では、被験者は、機能的磁気共鳴画像装置（fMRI）で脳活動を記録しながら、空間的な視覚ワーキングメモリ課題を行いました。

被験者は、画面上のランダムな位置に表示されたターゲット（コンピュータ画面上に短く表示された白い点）の位置を記憶し、記憶したターゲットの位置の方向を見るという眼球運動によって、記憶した位置を報告するという課題（トライアル）をそれぞれ行いました。

今回の実験では、fMRIの信号から、被験者に記憶させた記憶対象の位置を読み取ることができました。

被験者が記憶を保持している時間に対応する脳信号を解析することで、被験者が記憶させられたターゲットの位置を特定することができたのです。

また、被験者の脳信号を解読することで、被験者が何を覚えているかを判断し、記憶の誤りを発見することができ、被験者の記憶の誤りを正確に予測することができたのです。

2回目の実験では、被験者は、記憶している場所だけでなく、その記憶に対する不確かさも、それぞれの試行で報告した。

その結果、同じ脳領域で記録されたfMRI信号から、被験者が記憶に対して抱いていた不確実性を読み取ることができました。

この結果は、人間の脳が作業記憶の内容と不確実性の両方を同じ皮質領域に登録していることを示す、初めての証拠となりました。

Li氏は話します。

「記憶の不確実性に関する知識は、自分の記憶に確信が持てないときに、より多くの情報を求めるための指針にもなります。」

本研究の他の研究者には、ニューヨーク大学心理学部のWei Ji Ma教授とClayton Curtis教授、研究当時ニューヨーク大学の博士研究員で、現在はカリフォルニア大学サンタバーバラ校の助教授であるThomas Sprague氏、研究当時ニューヨーク大学の博士課程の学生で、現在はカリフォルニア大学バークレー校の博士研究員であるAspen Yoo氏が含まれています。

本研究は、米国国立眼病研究所（NEI）の助成金（R01 EY-016407、R01 EY-027925、F32 EY-028438）およびNEI視覚神経科学トレーニングプログラム（T32-EY007136）の支援を受けて行われました。

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