日本的資訊通訊研究機構（NICT）的高級研究員吉原基二郎主任研究員和櫻井晃等人組成的研究團隊在「NICT未來ICT研究所神戶前緣研究中心」明確了巴甫洛夫條件反射在大腦中的機制。這是該研究團隊在過去發現的果蠅大腦内觸發攝食行為的指令神經元，被原本沒有聯繫的刺激操控後引發條件反射而導致的。另外，此次確立的這種條件反射實驗系統，還首次實施了即時觀察細胞之間爲進行記憶而相互連接的程序。研究團隊希望，透過將細胞連接的形成機制作爲大腦記憶的基礎程序加以瞭解，從而實施類比大腦記憶機制的新智慧資訊處理設計。相關成果已於8月5日發佈在美國科學期刊《Current Biology》上。
圖1：條件反射機制。指令神經元被操控觸發行為（供圖：資訊通訊研究機構（NICT））
如果能明確大腦中的記憶機制，那麼就有可能實施比以往更接近大腦功能的智慧資訊處理設計，因此「NICT未來ICT研究所神戶前緣研究中心」調查了作爲腦内資訊通訊關鍵的基本記憶原理，並推進了將其應用於資訊通訊的研究。在這一程序中取得了本次的研究成果。
在實施類似節拍器聲音那樣的條件刺激後，再在無條件刺激下投餵食物，如此多次反復之後，僅靠聲音就能刺激狗流口水的巴甫洛夫條件反射是普通人也比較瞭解的一種現象，但其在大腦内的機制仍然未知。
此次，研究團隊使用了可透過基因操作監測特定細胞的活動或操控特定細胞活動的果蠅。另外，還利用該研究團隊開發的可以在觀察腦内情況的同時觀察行為的實驗方法，實施了追蹤條件反射時腦内變化的實驗。
結果發現，控制果蠅攝食行為的指令神經元「進食神經元」處理資訊時發生的變化，其本質正是巴甫洛夫條件反射在大腦中的體現。
進食神經元本來是透過食物的刺激活動的，但此次反復實施了在給予食物刺激的同時「撤掉果蠅站立的棍子」的刺激（類似對狗的聲音刺激）。反復之後，僅憑「撤掉棍子」的刺激就可以操控進食神經元的活動了。
根據這個結果，研究團隊推測，巴甫洛夫條件反射中的狗應該也是在攝食指令神經元中形成了新的連接，從而變得可以透過聲音刺激操控，這就是條件反射的本質。另外，隨着此次開發出的這種條件反射實驗系統，還可以即時觀察負責記憶的細胞之間的聯繫。
研究團隊目前正在即時觀察負責記憶的細胞之間的聯繫（全球首次目睹的記憶痕跡＝記憶在大腦中的實體），並嘗試利用這個實驗系統驗證該研究團隊提出的記憶基本假說「局部回饋假說」，從而明確記憶的機制。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
