眠りにつくと、まず浅い眠りであるノンレム睡眠が現れ、次に深いレム睡眠へ移行する動きが一晩に4～5回繰り返される。睡眠の機能の1つとして、起きている間に体験した感覚を「知覚記憶」として定着させる「記憶の定着作用」があるが、これには大脳新皮質内の第二運動野（M2）（行動の記憶に関連する）という高次領域と、第一体性感覚野（S1）（皮膚感覚などをつかさどる）という低次領域とがつながる「トップダウン回路」を介した情報処理が重要とされている。ただ、実際にトップダウン回路を操作した場合に知覚記憶の定着がどうなるのかまでは不明だった。

　2015年、M2からS1への「トップダウン入力」がマウスの皮膚感覚の正常な知覚に関わることを発見した村山チームリーダーらは、知覚記憶の定着にもトップダウン入力が関与すると考えた。そこでまずマウスに知覚学習をさせ、直後のノンレム睡眠時にトップダウン入力を抑制したところ、記憶の定着が妨げられることを見出した。次に知覚学習後のノンレム睡眠時にM2とS1を同時に活動させ光で刺激したところ、通常の睡眠をとったマウスよりも学習した記憶をより長く保持できるようになっていたという。長時間眠らないと記憶がうまく定着しないことは知られているが、本研究成果は睡眠不足であっても、適切なタイミングで大脳新皮質を刺激すると記憶力が向上できることを示すものだ。

　今回刺激を行った大脳新皮質は脳の表面にあるため、経頭蓋磁気刺激などを利用すればヒトにも同様の刺激を与えることができる。本研究成果を臨床に向け改良することで、睡眠障害の治療法の開発、さらには高齢者における知覚記憶の維持なども視野にいれた成果が期待できる。