Research Abstract
NMDA受容体作動薬は作業記憶能の向上に関連した睡眠非依存的シナプス可塑性を促進する
An N-methyl-D-aspartate receptor agonist facilitates sleep-independent synaptic plasticity associated with working memory capacity enhancement
2011年10月24日 Scientific Reports 1 : 127 doi: 10.1038/srep00127
作業記憶（WM）能力の向上は、睡眠により強く影響を受けるが、おそらく手続きスキルを向上させるD-サイクロセリン（DCS）などのN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体作動薬によっても影響を受ける。しかし、これらの関係性の背後にある機構はよくわかっていない。作業記憶スキルの学習における睡眠、DCSおよび両者の影響に関係する神経基盤を調べるため、n-バック課題の訓練–再試験成績を計測した。健常被験者は、訓練前にまずプラセボかDCSかを投与され、訓練の後に睡眠ありと睡眠なしの条件で再試験を受けた。DCSでWM能力向上に増強が見られたのは、間に睡眠をとった後の向上ではなく、覚醒期間後に起こる向上だけだった。これは、覚醒時と睡眠時とでシナプス可塑性にかかわる細胞性神経基盤が異なるためと見られる。今回の知見は、高次認知機能の発達、老化防止や高次認知リハビリテーションに寄与する可能性がある。
- 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター 成人精神保健研究部
Working memory (WM) capacity improvement is impacted by sleep, and possibly by N-methyl-D-aspartate (NMDA) agonists such as D-cycloserine (DCS), which also affects procedural skill performance. However, the mechanisms behind these relationships are not well understood. In order to investigate the neural basis underlying relationships between WM skill learning and sleep, DCS, and both sleep and DCS together, we evaluated training-retest performances in the n-back task among healthy subjects who were given either a placebo or DCS before the task training, and then followed task training sessions either with wakefulness or sleep. DCS facilitated WM capacity enhancement only occurring after a period of wakefulness, rather than sleep, indicating that WM capacity enhancement is affected by a cellular heterogeneity in synaptic plasticity between time spent awake and time spent asleep. These findings may contribute to development, anti-aging processes, and rehabilitation of higher cognition.
