ジェルジ・ブザーキ(、、1949年11月24日 - )は、ハンガリー出身の神経科学者。ニューヨーク大学グロスマン医学校のBiggs Professor of Neuroscienceであり、同大学神経科学部門および神経学部門に所属する。日本語では、邦訳書『脳のリズム』の著者名として「ジェルジ・ブザーキ」と表記されている。

海馬を中心とする脳リズム、神経細胞集団の時間構造、に関する研究で知られる。特に、探索行動やREM睡眠に関連する海馬シータ波、休息時・徐波睡眠時に生じる(sharp wave-ripple、SWR)、および学習時の符号化と睡眠時の再活性化を結びつける記憶固定の二段階モデルに大きな影響を与えた。

経歴 ブザーキは1949年11月24日、ハンガリーのカポシュヴァールに生まれ、ペーチで育った。1974年にペーチ大学で医学博士号(M.D.)を取得し、1984年にブダペストのハンガリー科学アカデミーで神経科学の博士号を取得した。

その後、スウェーデンのルンド大学、カリフォルニア大学サンディエゴ校、ラトガース大学などを経て、ニューヨーク大学に移った。ニューヨーク大学では、神経科学部門のBiggs Professor of Neuroscienceおよび神経学部門教授を務めている。

研究 概要 ブザーキの研究は、単一ニューロンの発火だけでなく、多数のニューロンが時間的に組織化された集団活動としてどのように認知機能を支えるかに焦点を当てている。彼はこの問題を、脳内のリズム、細胞集団、抑制性介在ニューロン、局所場電位、睡眠と覚醒の脳状態の変化と結びつけて研究した。

NASの会員紹介では、ブザーキの主要な研究対象として「neural syntax」、すなわち多様な脳リズムが神経情報を時間的に分節化し、認知機能を支える仕組みが挙げられている。この観点は、脳の活動を外界刺激への受動的応答としてだけではなく、内発的に生成されるリズムと細胞集団の系列として捉える点に特徴がある。

海馬シータ波 海馬シータ波は、齧歯類では探索行動、歩行、REM睡眠などに伴って現れる数Hz帯の局所場電位リズムである。ブザーキは2002年のレビューで、海馬シータ波の電流源として、内嗅皮質入力、CA3からCA1へのシャッファー側枝、錐体細胞樹状突起の電位依存性カルシウム電流などを整理し、シータ波を海馬回路の情報処理を時間的に区切る枠組みとして論じた。

海馬の場所細胞は、動物が特定の場所を通過するときに発火するが、その発火のタイミングはシータ波の位相に対して系統的に変化する。この現象はシータ位相歳差(theta phase precession)と呼ばれる。ブザーキらは、場所細胞の位相歳差が単なる空間位置の反映にとどまらず、錐体細胞の発火率、樹状突起への興奮性入力、細胞体周辺のリズミカルな抑制の相互作用に基づく、より一般的な時間符号化の原理である可能性を示した。

2013年には、エドバルド・モーザーとのレビューで、海馬・内嗅皮質系におけるシータリズムを、空間ナビゲーションと記憶を結びつける共通の神経アルゴリズムとして位置づけた。この見方では、物理空間の移動に関わる海馬の時空間表象が、記憶、想起、計画、想像といった「心的空間」の処理にも拡張される。

sharp wave ripple ブザーキは、海馬のsharp wave rippleとそれに重なる高周波リップル振動の研究でも知られる。1980年代には、覚醒静止時や徐波睡眠時に海馬で発生するsharp waveの空間分布と細胞・シナプス機構を調べ、これが海馬回路の強い集団同期を反映する活動であることを示した。その後、海馬で観察される高周波ネットワーク振動を報告し、SWR研究の基礎を築いた。

SWRは、CA3領域などの再帰的興奮性回路から生じる集団バーストがCA1の樹状突起層にsharp waveとして現れ、同時にCA1錐体細胞層付近で約100〜250Hz程度のリップル振動を伴う現象として理解されている。ブザーキは2015年のレビューで、SWRをエピソード記憶や計画に関わる認知的バイオマーカーとして捉え、正常な記憶処理と病的な高周波活動の関係も論じた。

SWR中には、動物が経験した場所細胞の発火系列が時間的に圧縮されて再生されることがある。Dibaとブザーキは2007年、ラットが走路を走る前後に、場所細胞の系列が順方向または逆方向に再現されることを報告した。この結果は、SWRが過去経験の再生だけでなく、将来の行動の準備や系列的連合の形成にも関わる可能性を示した。

記憶固定の二段階モデル ブザーキの代表的な理論的貢献の一つが、記憶痕跡形成の二段階モデルである。このモデルでは、覚醒中の探索行動に伴うシータ状態で外界情報が海馬回路に一時的に符号化され、休息時や徐波睡眠時にSWRを通じてその活動パターンが再活性化される。再活性化された海馬表象は、新皮質を含む広域回路に影響を与え、長期的な記憶固定に寄与すると考えられる。

このモデルは、海馬を単なる一時記憶の保管場所としてではなく、睡眠や静止時に能動的に記憶痕跡を再構成し、皮質回路との対話を通じて記憶を安定化するシステムとして捉える点に特徴がある。2009年の研究では、訓練後の固定期間に海馬リップルを選択的に抑制すると、ラットの海馬依存的な空間記憶課題の成績が低下することが示され、SWRが記憶固定に因果的に関わる証拠が得られた。

また、SWRは睡眠中だけではなく、覚醒中の静止状態や学習中にも生じる。2017年の研究では、学習中のSWRが海馬の空間地図を安定化することが示され、覚醒中SWRの役割が記憶の形成過程にまで広がることが示唆された。近年のレビューでは、SWRは記憶固定だけでなく、想起、意思決定、計画、想像など即時的な認知にも関与しうる活動パターンと位置づけられている。

神経細胞集団と記録技術 ブザーキは、脳リズムの理論だけでなく、多数のニューロンを同時に記録する実験技術の発展にも貢献した。2004年の論文では、大規模な神経細胞集団記録が、脳内で自発的に組織化される発火パターンを検証する手段として重要であることを論じた。

その後、Buzsáki研究室は高密度シリコンプローブや、脳表面から局所場電位(LFP)と活動電位を記録する有機材料ベースの柔軟な電気生理学的記録デバイスであるNeuroGridなどの技術開発にも関わった。これらの技術的取り組みは、単一細胞活動、局所場電位、行動、睡眠状態を同時に扱うシステム神経科学の発展に寄与した。

受賞・会員 2011年、ブザーキはピーター・ソモギおよびタマーシュ・フロイントとともに、第1回Brain Prizeを受賞した。この受賞は、大脳皮質、とくに記憶に重要な海馬における神経回路の機能的組織化に関する研究を評価したものである。

2017年にはアメリカ科学アカデミーの会員に選出された。2020年には、Society for NeuroscienceからRalph W. Gerard Prize in Neuroscienceを授与された。

著作

日本語訳:

関連項目 神経科学 システム神経科学 海馬 シータ波

記憶痕跡 場所細胞 格子細胞 脳波 電気生理学

脚注