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Elucidating olfactory mechanisms recognizing the smell of death

Planned Research

Project AreaNeural representation of "Death"
Project/Area Number 21H05141
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

TAKEUCHI HARUKI  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70548859)

Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥32,760,000 (Direct Cost: ¥25,200,000、Indirect Cost: ¥7,560,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Keywords嗅覚 / 回路形成 / 神経活動 / 死 / 防御反応 / グルーネベルグ神経節 / 死臭 / 受容体 / 神経回路 / グルーネバーグ神経節 / 神経細胞 / 行動 / grueneberg ganglion
Outline of Research at the Start

マウスを含む社会性動物は、同種他個体に対しては積極的に接近するが、一度その個体が死体であるとわかると、自身の危険を察知して強い忌避行動を示す。“同種他個体の死”という情報は、いったいどのようにして認識されるのだろうか?
本研究は、同種他個体の死に対して明確な忌避行動を示すというマウスの行動実験結果に依拠し、ヒト以外の動物において個体の生死という情報がどのように認識されているのかを分子生物学や電気生理学などの様々な実験手法を駆使して明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

There should be a clear boundary between life and death in individual animals, but the criteria for this judgment involve many philosophical elements, and a definitive conclusion on what constitutes death in an individual has yet to be reached. This study aimed to elucidate how compounds released upon the death of an animal or odors emitted by predators directly associated with death are processed in the brain. The results showed that death-related odors are detected by a specialized sensory organ called the Grueneberg ganglion (GG). This information is then processed not only in the general olfactory cortex but also in a region called the amygdala-piriform transition area (AmPir). Subsequently, the information is transmitted to the amygdala, which controls emotional responses such as fear and anxiety, thereby triggering sustained defensive reactions in the individual.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、動物にとって生死に関わる匂い物質は、通常の嗅覚器官とは異なる感覚器と脳領域で処理されることが明らかになった。これまでの神経科学では、特定の入力がどのような回路を通じて特定の行動を引き起こすかに関する報告は多いが、特定の入力が状態変化を引き起こし、入力が消失した後も特定の状態を持続させる脳内メカニズムに関する報告はほとんどない。この点で、本研究が発見したAmPirの持続的な神経活動は、特定の状態を維持する神経メカニズムとして新しいモデルであると言える。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Brain-wide mapping of presynaptic inputs to basolateral amygdala neurons2021

    • Author(s)
      Morikawa, S., Katori, K., Takeuchi, H., Ikegaya,
    • Journal Title

      J. Comp. Neurol.

      Volume: 529 Pages: 3062-3075

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cell type-specific patterned neural activity instructs neural map formation in the mouse olfactory system.2021

    • Author(s)
      Nakashima, A., Ihara, N., Ikegaya, Y., Takeuchi, H
    • Journal Title

      Neurosci. Sci.

      Volume: 170 Pages: 13-17

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 逆行性ウイルスを用いた嗅球僧帽細胞の形態可視化法2021

    • Author(s)
      森川勝太, 池谷裕二, 竹内春樹
    • Journal Title

      日本味と匂学会誌

      Volume: 28 Pages: 97-100

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      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 嗅覚回路形成の分子基盤2021

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Journal Title

      日本味と匂学会誌

      Volume: 28 Pages: 11-15

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 匂い依存的な持続的防御行動を支える神経メカニズム2023

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      第9回ケモビ研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 活動パターンに依存した嗅覚神経回路の精緻化2023

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会 (NIKONランチョンセミナー)
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    • Invited
  • [Presentation] Molecular Codes for olfactory receptor-dependent neural circuit formation2023

    • Author(s)
      Takeuchi H
    • Organizer
      Structure, Function and Dynamics International Conference
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Neural mechanisms underlying persistent defensive behavior2023

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular codes for olfactory circuit formation2023

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 活動パターンに依存した嗅覚神経回路の形成機構2023

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      第五回形態解析ワークショップ
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 匂いによる持続的防御行動を誘導するための神経回路基盤2023

    • Author(s)
      森川勝太、香取和生、竹内春樹
    • Organizer
      第57回日本味と匂学会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Neural mechanism underlying predator-odor induced persistent defensive behavior2023

    • Author(s)
      Katori, K., Morikawa, S., Okuyama, T., Nakashima, A., Takeuchi, H., Ikegaya, Y
    • Organizer
      ACC International Symposium 2023
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] in vivo二光子イメージングを用いた発達期の嗅神経細胞における神経活動パターンの解析2023

    • Author(s)
      中野 利沙子(D3)、村上 知成、大木 研一、池谷 裕二、竹内 春樹
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 匂い学習による梨状皮質における匂い表象変化2022

    • Author(s)
      香取和生、池谷裕二、竹内春樹
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Cell-type specific patterned activities specify gene bexpression patterns for olfactory circuit formation2022

    • Author(s)
      Takeuchi,H
    • Organizer
      2nd Meeting on Spontaneous Activity in Brain Development (SPONT2022)
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] in vivo二光子イメージングを用いた発達期における嗅神経細胞の自発活動パターンの解析2022

    • Author(s)
      中野利沙子、村上知成、大木研一、池谷裕二、竹内春樹
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2022
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経ペプチド VIP による学習・記憶の制御機構の解析2022

    • Author(s)
      森川勝太、香取和生、日置寛之、竹内春樹、田村英紀、池谷裕二
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2022
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] in vivo二光子イメージングを用いた発達期における嗅神経細胞の自発活動パターンの解析2022

    • Author(s)
      中野利沙子、村上知成、大木研一、池谷裕二、竹内春樹
    • Organizer
      次世代を担う若手のための創薬・医療薬理シンポジウム2022
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 天敵臭に対する持続的な防御行動を担う神経基盤の解明2022

    • Author(s)
      香取和生、森川勝太、奥山輝大、中嶋藍、竹内春樹、池谷裕二
    • Organizer
      第8回ケモビ研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 嗅神経細胞のin vivo神経活動イメージング2022

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      第8回ケモビ研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Neural circuits for switching innate defensive behaviors2021

    • Author(s)
      森川勝太、香取和生、中嶋藍、竹内春樹、池谷裕二
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Learning-induced changes in the representation of odors in the piriform cortex2021

    • Author(s)
      香取和生、池谷裕二、竹内春樹
    • Organizer
      第55回日本味と匂学会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 先天的な防御行動を切替えるための神経回路の解析2021

    • Author(s)
      中嶋美紀、香取和生、中嶋藍、竹内春樹、池谷裕二、森川勝太
    • Organizer
      次世代を担う若手のための創薬・医療薬理シンポジウム2021
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 先天的な防御行動を切替えるための神経回路の解析2021

    • Author(s)
      中嶋美紀、香取和生、中嶋藍、竹内春樹、池谷裕二、森川勝太
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2021
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Auxin-mediated rapid knockdown in neurons2021

    • Author(s)
      中野利沙子、森川勝太、鐘巻将人、池谷裕二、竹内春樹
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Neural circuits for switching innate defensive behaviors2021

    • Author(s)
      Nakashima, M., Katori, K., Nakashima, A., Takeuchi, H., Ikegaya, Y., Morikawa, S.
    • Organizer
      AFMC International Medicinal Chemistry Symposium
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 神経活動パターン依存的な嗅覚回路の形成機構2021

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      生理学研究所 記憶研究会2021
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  • [Presentation] 匂いの情報処理を支える神経回路とその作動原理2021

    • Author(s)
      竹内春樹
    • Organizer
      東京大学 Beyond AI研究推進機構BAIセミナー
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 活動パターン依存的な嗅覚回路の形成機構2021

    • Author(s)
      竹内春樹、中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二
    • Organizer
      第15回日本分子イメージング学会総会 五感の分子イメージング
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2025-01-30  

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