大脳だけを取れば100億個以上の神経細胞からなり、それらが極めて複雑なニューラルネットワークを形成して、信号のやりとりを行っています。この神経伝達は、神経細胞間の接点であるシナプスという特別な場所で行われていますが、信号の受け手側であるシナプス後部には、この信号を感知や解読します。それに反応するために、極めて多彩なタンパク質があります。
我々の脳が記憶や学習するとき、反復する信号、あるいは異なる複数の信号が同時に1つの神経細胞に入ることで、ある特定のシナプスにおける神経伝達効率が強化された状態が維持されます。これが新しい学習つまり記憶です。
しかし、これらの脳内の神経回路網は固定的なものではなく神経活動に応じて変化します。この神経回路網の活動依存的変化が学習や記憶等の高次脳機能の基礎にあると考えられています。生後発達期における大脳皮質視覚野はこのような神経回路網の活動依存的変化が起きていると報告されております。
仔ネコの片目を遮蔽すると大脳視覚野においてニューロンの両眼反応性や眼優位コラムに長期持続的な変化を生じます。 このような生後発達初期の入力が大脳視覚野神経回路網の機能と形態を変えるメカニズム解明のため、当研究チームでは以下のような研究を行っています。
これらの活動依存的変化は成長期のみならず臨界期以降の成長期に見られます。 例えば神経細胞は何らかの要因により一度死滅すると二度と再生しないと言われています。そのため死滅した神経細胞群が担っていた機能は、何らかの介入を行わない限り障害を受けたままとなります。
こう考えると言語習得で言われる臨界期は決して越えられないものではありません。