Investigating the role of the hippocampus in the implicit and explicit expression of statistical learning in patients with temporal lobe epilepsy

人間の脳はパターン認識の達人であり、周囲の状況を理解するために、絶えず世界の中に規則性を探し求めています。私たちがこれを行う最も根本的な方法の一つが統計学習であり、これは、ある特定の事象がどの程度の頻度で共に現れるかを、精神が無意識に追跡するプロセスです。例えば、言語を聴いているとき、私たちはどの音が次に来やすいのかを自然に察知し始め、それによって、最終的に連続した音声の流れから個別の単語を分離できるようになります。数十年にわたり、科学者たちはこの学習が脳のどこで行われているのかについて議論を重ねてきました。長期記憶に関する従来の理論では、脳の深部にあるタツノオトシゴのような形をした小さな構造である海馬は、明示的記憶（テストのために事実を思い出したり、物語を語り直したりするような、意図的な記憶）にのみ不可欠であるとされてきました。対照的に、意識的な気づきなしに機能する潜在的記憶は、全く異なる脳のシステムに依存していると考えられてきました。この区別は、統計学習を研究する研究者たちにとって一つのパズルとなりました。なぜなら、海馬がこのような自動的なパターンの追跡に関与していることを示唆する証拠がある一方で、海馬はこうした無意識的なプロセスには役割を果たさないと主張する理論もあったからです。

この対立を解決するため、研究チームは側頭葉てんかんの患者、つまり海馬が損傷または除去されていることが多い状態にある人々に注目しました。研究には、この疾患を持つ27名が参加し、隠された3音節の単語を含む連続した音声の流れを聴取しました。研究者たちは、参加者が何か特定のことを学んでいると自覚することなく、言語の統計的構造を吸収するように実験を設計しました。その後、チームは2つの異なる方法を用いて、患者たちの知識をテストしました。第一の方法は、患者たちがパターンを説明することはできなくても、それを吸収できているかどうかを確認するために設計された潜在的指標でした。第二の方法は、患者たちが今聞いた単語を意識的に特定したり想起したりできるかを問う、明示的指標でした。

結果は、これら2種類の記憶の間に明確な区別があることを示しました。海馬に損傷のある患者たちは、潜在的テストにおいては健常者と同等のパフォーマンスを示し、意識的な努力なしに隠された単語とその統計的な関係性を正常に学習したことを証明しました。しかし、研究者が明示的テストに切り替えると、同じ患者たちは顕著な障害を示しました。彼らは、脳が明らかに情報を処理していたにもかかわらず、今聞いたばかりの単語を意識的に認識したり記述したりすることに苦戦しました。これらの知見は、海馬は統計的知識の意識的な表現には必要であるが、その知識の初期学習や無意識的な使用には必要ではないことを示唆しています。この研究は、脳がどのように学習するかという謎のすべてを解明したと主張するものではありませんが、意図的な想起を司る脳の部分が損なわれていても、脳は複雑なパターンを自動的に獲得できるという強力な証拠を提供しています。これは、海馬はパターンを私たちの意識へと引き上げるためには不可欠であるが、それらのパターンを検知する作業は他の場所で行われていることを示しており、2つの対立する理論を調和させる助けとなります。