毎日コツコツ勉強して覚えた内容は、一夜漬けで覚えた内容に比べて、良く頭の中に残ります。「分散効果」として知られるこの現象は、運動学習においても起こることが発見されており、同じ1時間をトレーニングに費やすとしても、1日で1時間トレーニングするよりも毎日15分4日間にわけてトレーニングした方が、より記憶として定着することが報告されています。記憶の定着はトレーニング中ではなく、主にトレーニング後に起こることも報告されています。トレーニングを終えて休息している間にも、脳は記憶を定着させるために働き続けているのです。この記憶の定着過程において脳の中で何が起こっているのかは、未だよくわかっていません。適応とよばれる運動学習について、運動記憶がどのように形成され定着するのかを理論的に検討しました。OKRとは目に映っている像が動くとそれと同じ方向に目が追従して像のぶれを抑える反射運動で、トレーニングをすることで目の動きが大きくなり、より良く追従できるように適応することが知られています。OKRの適応には小脳が重要な役割を担っています。A)、コンピュータシミュレーションを行いました。起こり、目がより大きく動くようになりますが、トレーニング後はもとの大きさまで戻ってしまいました。分散効果や様々な薬物を用いた実験の結果も再現でき、さらにはこれまで説明がつかなかった遺伝子改変動物における運動学習の異常についても、うまく説明することができました。本研究では、小脳皮質の平行線維-プルキンエ細胞間シナプス(図中の*印)の可塑性に加えて、苔状線維-小脳核間シナプス(図中の**印)の可塑性を加えた理論モデルを構築した。マウス実験と数理モデルでのOKR適応の比較。横軸はトレーニング日数、縦軸は目の動きの大きさを表す。グレーの点とエラーバーはマウスの実験結果で、赤線は数値シミュレーションの結果である。<研究者の声>できるだけ少ない式でできるだけ多くの実験結果を説明することを目指して、これまでずっとチャレンジしてきた問題だったのですが、あちらを立てればこちらが立たず、試行錯誤の連続でした。きれいな理論モデルができてほっとしています。(1971)のパーセプトロン仮説まで遡りますが、記憶の定着過程について論じたものは私が知る限りこれが初めてです。この問題は、私が理研脳センターの永雄総一先生の研究室(当時)に所属していたころから取り組んでいたものです。この場をお借りして永雄先生に心より感謝申し上げます。