| Project/Area Number |
23K27209
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| Project/Area Number (Other) |
23H02517 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
本間 光一 帝京大学, 薬学部, 教授 (90251438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 直哉 帝京大学, 薬学部, 准教授 (50525334)
森 千紘 帝京大学, 薬学部, 講師 (00772253)
松島 俊也 北海道大学, 理学研究院, 名誉教授 (40190459)
塚原 伸治 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (90318824)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 刷り込み / 甲状腺ホルモン / 早期学習 / 鳥類 / 哺乳類 / 認知的柔軟性 |
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| Outline of Research at the Start |
「幼若期の脳が甲状腺ホルモンを介してどのようにして情報を受容し、学習経験として習得・記憶し、その後の認知能力の発達に活かしていくのか」、代表者らはこの学術的「問い」に答えるために鳥類の幼若期の学習と内分泌機能に着目し、「鳥類の幼若期学習」を成立させる責任脳神経回路はどこか？また、制御的な分子（遺伝子）は何か？ について生理学・分子生物学・薬理学的に答えることをもって核心的課題とする。本研究では、甲状腺ホルモン(T3)に焦点をあて、新たに開発した行動装置を利用しながら、甲状腺ホルモンが鳥類学習臨界期における認知機能を促進する脳内作用メカニズムを、刷り込み学習と音声模倣学習に着目して解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
甲状腺ホルモンは、脊椎動物の脳機能の形成・維持に重要な働きをしている。我々はこれまでに、鳥類ニワトリヒナにおいて、甲状腺ホルモンが刷り込みの際に脳内へ流入することが刷り込み学習の習得に必要であることを示してきた。今回、刷り込みに先立つ周生期に一過的に上昇する甲状腺ホルモン生合成が、刷り込みに必要であるかどうかを示すことを目的に実験を行い、以下の結果を得た。
方法は、甲状腺ホルモン生合成が刷り込み学習に必要であるかどうかを検証するために、周生期の甲状腺ホルモンの生合成を抑制する行動薬理学的実験を行った。具体的には、メチマゾール（MMI；甲状腺ホルモン生合成阻害剤）を孵化直前のニワトリ胚に投与して一過的に刷り込み前の甲状腺ホルモンの生合成を抑制し、その後、刷り込みのトレーニングとテストを行った。
その結果、MMIを投与したヒナのテストにおける刷り込みの成立度合いは対照群よりも有意に低く（p < 0.05）、MMIを投与したヒナでは刷り込みが成立しないことがわかった。
以上の結果は、甲状腺ホルモンが刷り込み学習に必要とされる作用点が、学習時の脳内流入に加え、刷り込みに先立つ周生期の脳の機能的成熟にも関与する可能性を示唆する。
甲状腺ホルモンは脊椎動物全般に共通して進化的に保存されてきたホルモンであることから、ニワトリヒナに見られる甲状腺ホルモンの機能が、他の鳥類や哺乳類などの脊椎動物全般に及んでいることが考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
甲状腺ホルモンが認知機能の発達を促進する生理的意義を示す論文をpublishすることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ニワトリヒナを用いた刷り込みや認知的柔軟性の脳内メカニズムを明らかにするために、薬理学的、生化学的、生理学的解析を推進する。
キンカチョウ巣立ちの時期に見られる感覚学習に及ぼす甲状腺ホルモンの役割を検証していく。
哺乳類マウスに認知機能発達に及ぼす甲状腺ホルモンの役割を実証する。
以上の解析によって、甲状腺ホルモンによる認知機能発達に及ぼす役割が、鳥類にとどまらず哺乳類など脊椎動物一般に共通する役割であることを示していく。
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