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Reproductive and neuroendocrinological properties corresponding to individual differences in courtship ultrasonic vocalizations of male mice

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality
Project/Area Number 19H04912
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

菅野 康太  鹿児島大学, 法文教育学域法文学系, 准教授 (80722470)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsマウス / 音声コミュニケーション / 生殖 / 個体差 / 個性 / 超音波発声 / 社会行動 / 性
Outline of Research at the Start

(1)申請者はこれまでに、発声の多い個体では脳内報酬系である中脳腹側被蓋野のドーパミン神経が活性化していることを組織学的に確認し、その際、音節が複雑化することを観察している。発声が生じ音節が変化する際のドーパミン神経の活動をリアルタイムにイメージング観察することで、マウスUSVsが神経活動と対応した情動状態の表出であることを示すととともに、その個体差と対応する神経活動を観察する。
(2)最近の申請者の研究結果を踏まえ、生殖生理・内分泌機構に注目する。特に、発声回数と精子活性が相関するという仮説を検証する。
(3)近年我々が開発した自動解析システムをさらに精緻化し、研究とデータシェアを推進させる。

Outline of Annual Research Achievements

マウスの音声コミュニケーションは、病態モデルの遺伝子改変マウスなどでも解析がなされ、近年注目されている。それにも関わらず、神経メカニズムが不明であるどころか、各発声内容に含まれる「意味」も不明瞭なまま用いられてきた。しかし、申請者は、個体の性的動機づけの強さに応じて発声回数が増加するとともに、発声内容も複雑化することを見出している。このことは、個体差として観察されるだけでなく、個体内変動としても観察される。つまり、同一個体でもその時々で発声パターンが変化する。 (1)申請者はこれまでに、発声の多い個体では脳内報酬系である中脳腹側被蓋野のドーパミン神経が活性化していることを組織学的に確認し 、その際、音節が複雑化することを観察している。発声が生じ音節が変化する際のドーパミン神経の活動をリアルタイムにイメージング観察することで、マウス超音波発声が神経活動と対応した情動状態の表出であることを示すととともに、その個体差と対応する神経活動を観察することを、本研究の目的の一つとしている。これまでに、 神経操作のタイミングと音声を同期記録する方法について模索し、デバイスの開発とシグナル集録方法を確立した。しかし、これらを用いた実験を完遂することはできなかったため、この仮説検証は今後の課題となる。 (2)最近の申請者の研究結果を踏まえ、生殖生理・内分泌機構に注目する。特に、発声回数と精子活性が相関するという仮説を検証することを目的とする。発声回数と精子濃度が実際に相関することを突き止め、一方で血中性ホルモン濃度の個体差は、発声とも精子濃度とも相関を示さないということを突き止めた。 (3)近年我々が開発した自動解析システムをさらに精緻化し、研究とデータシェアを推進させる活動を他班と連携して行なった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 6 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Sexual excitation induces courtship ultrasonic vocalizations and cataplexy-like behavior in orexin neuron-ablated male mice2021

    • Author(s)
      Kuwaki Tomoyuki、Kanno Kouta
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01696-z

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AUTS2 regulation of synapses for proper synaptic inputs and social communication.2020

    • Author(s)
      Hori Kei、Yamashiro Kunihiko、Nagai Taku、... Yamada Mitsuhiko、Yamada Kiyofumi、Hoshino Mikio
    • Journal Title

      iScience

      Volume: ー Issue: 6 Pages: 101183-101183

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101183

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sex differences in vocalizations to familiar or unfamiliar females in mice2020

    • Author(s)
      Sasaki Eri、Tomita Yuiri、Kanno Kouta
    • Journal Title

      Royal Society Open Science

      Volume: 7 Issue: 12 Pages: 201529-201529

    • DOI

      10.1098/rsos.201529

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] USVSEG: A robust method for segmentation of ultrasonic vocalizations in rodents2020

    • Author(s)
      Tachibana Ryosuke O.、Kanno Kouta、Okabe Shota、Kobayasi Kohta I.、Okanoya Kazuo
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 15 Issue: 2 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0228907

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/0fe7a9d6-d311-46af-aac5-253918586d81

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AUTS2 regulation of synapses for proper synaptic inputs and social communication2019

    • Author(s)
      Hori Kei、Yamashiro Kunihiko、Nagai Taku、Shan Wei、Egusa Saki F.、Shimaoka Kazumi、Go Yasuhiro、Tatsumoto Shoji、Yamada Mitsuyo、Shiraishi Reika、Kanno Kouta、Miyashita Satoshi、Sakamoto Asami、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Sone Masaki、Sohya Kazuhiro、Kunugi Hiroshi、Yamada Kiyofumi、Hoshino Mikio
    • Journal Title

      bioRxiv(プレプリント)

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/871012

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Paternal aging causes atypical development of vocal communication in neonatal mice2019

    • Author(s)
      Mai, LL., Kimura, R., Inada, H., Kanon, K., Matsuda, T., Tachibana, O, R., Yoshizaki, K., Komaki, F., Osumi, N.
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 738781-738781

    • DOI

      10.1101/738781

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Effects of prenatal and/or postnatal SSRI exposure on vocal behavior in mice2020

    • Author(s)
      Ziguo Lan, Kouta Kanno
    • Organizer
      日本動物心理学会第80回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスの音声コミュニケーション2019

    • Author(s)
      菅野康太
    • Organizer
      第72回 日本自律神経学会総会 シンポジウム6「自律神経研究へアプローチする新しい方法論」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 動物心理学におけるマウス超音波発声の今後の可能性2019

    • Author(s)
      菅野康太
    • Organizer
      日本動物心理学会第79回大会 自由集会「動物行動実験・解析手法の展開」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 菅野研究室website

    • URL

      https://cannonolab.com

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] Vocal communication Japan

    • URL

      https://sites.google.com/view/vocalcommuj/home

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] koseisouhatsu Data Sharing Platfor

    • URL

      http://data-share.koseisouhatsu.jp

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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