迷走神経刺激で潜在能力を拓く -脳内血管運動が整い、記憶定着が支えられる可能性-

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2026-08-26 東北大学

東北大学の研究グループは、迷走神経刺激(VNS)が学習後の記憶定着を促進する仕組みの一端を、脳血管の変化から明らかにした。マウスの頸部迷走神経にカフ電極を装着し、運動学習直後にVNSを行ったところ、訓練直後の成績には大きな変化がない一方、翌日や5日後の長期的な学習成績が向上した。さらに光ファイバーを用いて小脳周辺の血液量を測定した結果、VNSによって血管の拡張・収縮に伴うリズム性変動が生じることを確認した。これらの結果から、身体内部の情報を脳へ伝える迷走神経の活動が、神経細胞への直接的作用だけでなく、脳血管の運動や代謝を含む脳内環境を変化させ、学習後の記憶定着を支える可能性が示された。VNSは難治性てんかんなどの治療に利用されているほか、非侵襲的な刺激法も研究されており、今回の知見は末梢神経刺激を利用した脳機能制御の新たな作用機序の理解につながる。

迷走神経刺激で潜在能力を拓く -脳内血管運動が整い、記憶定着が支えられる可能性-
図1. 迷走神経刺激による学習成績向上の概要。

<関連情報>

迷走神経刺激は血管振動を誘発し、長期学習を促進する Vagal nerve stimulation induces vascular oscillations and enhances long-term learning

Junyu U. Chen (陳俊宇) ∙ Yoko Ikoma (生駒葉子) ∙ Ko Matsui (松井広)
iScience  Published:August 25, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.117413

Highlights

  • Vagus nerve stimulation enhances multi-day motor learning in mice
  • VNS induces transient vascular volume dynamics in the cerebellar flocculus
  • The magnitude of vascular oscillations is associated with learning performance
  • VNS-enhanced learning may involve coordinated vascular and metabolic regulation

Summary

Despite its rapid emergence as a powerful approach for probing peripheral modulation of brain function, vagus nerve stimulation (VNS) is primarily understood through neuromodulatory pathways, leaving the potential contribution of vascular dynamics largely unexplored. Here, we examined whether VNS influences learning performance and its relationship with cerebrovascular dynamics using a chronic cuff-electrode system in freely moving mice. Using a cerebellum-dependent horizontal optokinetic response (HOKR) paradigm, we show that post-training VNS selectively enhances long-term learning. In parallel, in vivo fiber photometry reveals that VNS induces transient vascular fluctuations that evolve into oscillatory dynamics across repeated stimulation. The magnitude of these oscillations is increased by VNS and correlates with multi-day learning performance. These findings suggest that, in addition to neuromodulatory mechanisms, vascular dynamics may represent an underappreciated component of learning-related brain function. VNS-induced vascular oscillations are associated with multi-day learning, providing a new perspective on how peripheral signals influence central brain function.

医療・健康
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