Infants younger than one year retain episodic memories across a nap

数十年にわたり、科学者たちは人間の発達における静かな謎に頭を悩ませてきた。なぜ私たちは幼少期のことをほとんど覚えていないのか、という謎である。この現象は「幼児期健忘」として知られ、生後2、3年間の人生を、個人の歴史における空白のページとして残している。この空白に対するこれまでの有力な説明は、赤ちゃんの脳の記憶センターである海馬が、独特で詳細な出来事を保存するにはあまりに未熟であるというものであった。この見解によれば、乳児は反復を通じて習慣や一般的な事実を学習することはできるかもしれないが、おもちゃの正確な見た目や、それを説明するために使われた特定の言葉といった、大人が回想するような具体的で瞬間的な記憶を形成することはできないとされる。もしこれが真実であれば、記憶できない理由は、最初に記憶を符号化（エンコード）できなかったことにあるのであり、記憶を保持できなかったことにあるのではないということになる。

しかし、ある新しい研究が、生後1年未満の赤ちゃんの脳活動を直接観察することで、この長年の仮説に異を唱えている。研究者たちは、乳児が実際に独特な出来事の、詳細で具体的な記憶を形成できるのか、そしてその記憶が昼寝によって維持されるのかを知りたいと考えた。未知の物体を見せ、造語を聞かせている間の赤ちゃんの脳内の電気信号を追跡することで、研究チームは、生後わずか9ヶ月の乳児でも、これらの分離された情報の断片を、単一の具体的で詳細な記憶へと迅速に結びつけることができることを発見した。さらに、これらの記憶を定着させるプロセスは、以前はもっとずっと後に発達すると考えられていた脳内の精密なタイミング調節メカニズムによって駆動されており、生後1年目ですでに活動していることも判明した。

この研究には、生後およそ9ヶ月から16ヶ月の乳児60名が参加した。研究者たちは、赤たちが全く新しい一連の出来事に注意を向けることを必要とする実験を設計した。第一段階では、乳児は親の膝に座って画面を見ながら音を聞いた。彼らは特定のカテゴリーに属する、見慣れない物体を見せられ、それぞれの物体はユニークな造語と組み合わされていた。例えば、ある赤ちゃんは風変わりでカラフルな形を見せられ、特定の瞬間に特定のナンセンスな言葉を聞かされる。赤ちゃんたちはこれらの組み合わせを短い時間内に2回見せられ、それによって研究者は、脳が特定の物体と特定の言葉の間の関連性を認識しているかどうかを確認することができた。

この学習フェーズの後、赤ちゃんたちは休憩として昼寝を与えられた。この昼寝は単なる休息時間ではなく、実験の重要な一部であった。研究者たちは、睡眠中の脳波を記録することで、赤ちゃんの頭の中で何が起きているのかを調べた。学習セッションから約1時間半後、赤ちゃんたちはテストのために戻ってきた。彼らは同じ物体を再び見せられたが、今度は物体が異なる言葉と組み合わされていた。ある物体は、もともと聞いていた言葉と組み合わされていたが、別の物体は別の言葉と組み合わされていた。また、研究者たちは、赤ちゃんがカテゴリーに関する一般的なルールを学習したのか、それとも以前見た正確で具体的な出来事を記憶していたのかを確認するために、見た目が非常に似ている新しい物体も導入した。

結果は、赤ちゃんの脳内の電気的パターンを通じて明らかになった。乳児が元の物体を正しい言葉と組み合わせて見たとき、彼らの脳は、同じ物体を間違った言葉と組み合わせて見たときとは異なる反応を示した。この脳活動の違いは、赤ちゃんたちが単に物体を認識しただけでなく、視覚的な形と音の言葉を結びつけ、出来事の具体的な記憶を形成したことを証明した。決定的なことに、この記憶は非常に特異的であった。赤ちゃんが以前見たものと非常によく似た新しい物体を見たとき、たとえ言葉が同じであっても、彼らの脳は同じ記憶反応を示さなかった。これは、乳児が「これらの形はすべてこの言葉に対応する」といった一般的なカテゴリーのルールを学習したのではなく、以前見た正確な物体についての精密な記憶を保存していたことを示している。

おそらく最も驚くべき発見は、睡眠の役割に関するものであった。研究者たちは、昼寝中に記録された脳波を分析し、その後の記憶の定着具合を予測する特定の活動パターンを見出した。研究者たちは、睡眠中に、脳が2種類のリズム波、すなわち、ゆっくりとしたうねるような波と、スピンドルと呼ばれるより速いバースト状の波を生成していることを観察した。大人や年長の子供では、記憶の固定化（コンソリデーション）は、これらの速い活動のバーストが、ゆっくりとした波の上昇局面において完璧にタイミングを合わせて発生するときに起こることが知られている。研究では、この精密なタイミング合わせが、生後9ヶ月の乳児においてもすでに起こっていることが示された。

データは、このタイミングと記憶の強さとの間の明確な関連性を示していた。睡眠中の速いバーストとゆっくりとした波の間の整合性がより強かった乳児は、起床後に記憶の向上が最も顕著であった。実際、一部の赤ちゃんにおいては、学習直後の記憶はあまり強くなかったものの、脳波のタイミングが適切であれば、昼寝の後に記憶が大幅に強化された。逆に、学習直後に強い記憶を持っていた赤ちゃんは、記憶を保持するために睡眠メカニズムからの助けをそれほど必要としなかった。このことは、睡眠が、当初は脆弱であった記憶を強化するための強力なツールとして機能しており、そのメカニズムが1歳の誕生日よりもずっと前に機能していることを示唆している。

これらの発見は、なぜ幼児期健忘が存在するのかという再考を迫るものである。もし生後9ヶ月の赤ちゃんでも迅速に具体的で詳細な出来事を符号化でき、かつ記憶を強化するための仕組みを脳が備えているのであれば、問題は、最初に記憶を形成できないことにあるのではない。これらの初期の出来事が後に思い出せなくなるのは、記憶が形成されたずっと後に起こる、何らかのプロセスによって詳細が薄れたり、アクセス不能になったりするためであると考えられる。この研究は、人間が持つ記憶の基本的な構成要素、具体的には、似たような経験を区別し、それらを迅速に結びつける能力が、これまで信じられていたよりもずっと早い段階で存在し、機能していることを証明している。幼少期の空白のページは、インクが足りなかったためではなく、むしろ後になって作用する異なる種類の消しゴムによるものなのかもしれない。