Individuals with Fragile X syndrome present with associative learning deficits

記憶は、これまで見てきたものや聞いてきたすべてを蓄える、一つの巨大な図書館のように考えられがちです。しかし、科学者たちは、脳が実際には異なる種類の情報を扱うために、異なるシステムを使用していることを知っています。あるシステムは、以前見たことがある顔を認識するのを助け、もう一つのより複雑なシステムは、特定の人物の顔とその名前のように、二つの無関係なものを結びつけるのを助けます。この「連合学習」として知られる結びつけのプロセスは、私たちが世界をナビゲートし、関係性の理解を構築するための基礎となるものです。知的障害や自閉症の最も一般的な遺伝的原因である Fragile X（脆弱X）症候群の人々にとって、この特定の結びつきを形成する能力は、長らく損なわれていると疑われてきましたが、正確に測定することは困難でした。従来のテストは、言葉を読んだり、顔と名前を一致させたりすることに依存していることが多く、それらは年少の子供や重大な認知上の課題を持つ人々には不可能な場合があり、研究者が彼らの記憶が真にどのように機能しているのかという明確な全体像を得ることを妨げてきました。

この謎を解くために、カナダとアメリカの大学の研究チームは、読み書きや発話を一切必要としない、新しい記憶テストの方法を開発しました。彼らは、単純な画像を用いたオンラインの「メモリーゲーム」を作成しました。このゲームでは、参加者にペアになっている画像が示されます。その後、馴染みのある画像と新しい画像が混ざったラインナップの中から、正しいペアを選び出します。この設定により、研究者は二つの異なるスキルを同時にテストすることができます。すなわち、一度見たことがある絵を単に認識する能力と、どの絵がどの絵とペアになっていたかを思い出すという、より高度な能力です。研究チームは、定型発達の人々148名と、Fragile X 症候群の人々84名（子供から大人まで）を対象にテストを行いました。また、人間における条件と同様の遺伝子変異を持つショウジョウバエを用いた並行実験も行い、制御された生物学的モデルにおいて、同じ学習プロセスを観察しました。

結果は、Fragile X 症候群の人々における明確かつ一貫した困難のパターンを明らかにしました。データを分析したところ、この疾患を持つ男性は、子供であっても大人であっても、単純な認識タスクとより複雑なペアリングタスクの両方において、健常な同年代のグループよりも有意に低いスコアを示しました。これは、Fragile X 症候群の成人女性についても同様であり、彼女たちもこれらの結びつきを形成することに苦労していました。この困難は、ボタンをクリックする速さや、学習した情報をどれだけ早く忘れてしまうかといったことによるものではありませんでした。実際、Fragile X 症候群の参加者が結びつきを学習できた場合には、その後の24時間を通じて、健常者と同様にその情報を保持していました。問題は記憶の「保存」ではなく、最初の「形成」の段階にありました。脳は、二つの画像を最初に結びつけるという最初の一歩を踏み出すことに苦労しているようでした。

この結果は、ショウジョウバエの実験においても完璧に反映されていました。遺伝子変異を持つハエは、特定の臭いと軽い電気ショックが組み合わされた際に、その臭いを避けるように学習しましたが、あらゆる段階のテストにおいて、通常のハエよりも有意にパフォーマンスが劣っていました。人間と同様に、変異を持つハエは学習した内容を早く忘れるのではなく、単に、最初のアソシエーション（連合）を十分に形成できなかったのです。この種を超えた一致は、記憶の問題の根本的な原因が、情報の保持能力全般ではなく、新しい結びつきを形成する責任を負う脳の構造、具体的には生物学的な仕組みの深い部分にあることを示唆しています。

研究者たちはまた、これらの絵を用いたゲームの成績が、言語に依存しない推論能力の尺度である「非言語的知能」と密接に関連していることも発見しました。Fragile X 症候群の男性においては、非言語的知能のスコアが高いほど記憶タスクの成績が良い傾向にあり、このゲームがこの集団における認知機能を測定する有効な手段であることを示唆しています。さらに、研究では、ADHDに見られるような注意力の困難に関する症状が、年少の男性参加者のスコアの低さと関連していることが指摘されており、集中力が結びつきの形成にどのように影響するかを示唆しています。興味深いことに、完全な遺伝子変異を持つ個人と、一部の細胞が欠落しているタンパク質を依然として生成しているモザイク型のパターンの個人との間で、パフォーマンスの差は見られませんでした。これは、学習の欠陥が、特定の遺伝的変異に関わらず、この疾患の核心的な特徴であることを示しています。

Fragile X 症候群の人々にとっての主要な障壁が、古い記憶を急速に失うことではなく、新しい連合を最初に獲得することであることを証明したことで、本研究は臨床試験への新たな道筋を提示しています。この「メモリーゲーム」は、遠隔で使用でき、専門のスタッフを必要とせず、読み書きや会話が困難な人々にも利用可能です。このテストは、「学習する能力」と「記憶する能力」を区別できるため、将来の薬物試験において、新しい治療法が脳に新しい結びつきを形成させるのを助けているのか、それとも単に情報を長く保持するのを助けているのかを判断するのに役立つ可能性があります。科学者たちは初めて、多くの人々に影響を与えている特定の種類の記憶欠陥を測定するための、明確で信頼できる方法を手に入れました。それは、推測を超えて、Fragile X 症候群を持つ人の脳がどのように学ぶのかという、精密な理解へと踏み出すものです。