鳥の歌経験依存性シナプス可塑性に聴覚制御のコリン作動性入力はどう関与しているか?

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680751
• Research Institution: DOKKYO UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE
• Principal Investigator: 坂口 博信 獨協医科大学, 医学部, 助教授 (30162291)
• Keywords: キンカチョウ / 歌学習 / 聴覚系 / 歌制御中枢 / コリナジック / 膜電位感覚性色素 / オブティカル・イメージイング

Research Abstract

キンカチョウの雄の幼鳥は、歌学習の臨界期に父親の歌を学習する。この歌学習には、脳内の聴覚系と発声系の相互作用が、重要なはたらきをする。しかしながら、主な歌制御中枢であるHVCとRAにおいて、聴覚系からの直接の入力はなく、聴覚系は、主に、HVC-shelf、RA-cupと呼ばれるその周辺の領域に入力していることが知られており、聴覚系と発声系の相互作用がどこで行われているのか、不思議に思われていた。我々は、この疑問に対し、次の2つの発見をした。
1)聴覚系からHVC,RAへの直接の入力を見つけた。すなわち、HVCとRAのコリン作動性入力が、噛乳類のマイネルト基底核と相同なVPから来ていること、さらに、VPは、Ovという哺乳類の内側膝状体と相同な聴覚中枢路の中継核からの入力を受けていることを明らかにした。
2)脳スライス切片を用いた膜電位感受性色素による電気活動のイメージングを行い、HVCの中と外(HVC-shelf)を電気刺激したところ、HVC内の刺激はHVC-shelfに大きな電気活動を起こすけれども、HVC-shelfの刺激は決して、HVCの中に電気活動を引き起こさないことがわかった。このことは、HVC-shelfは、これまで考えられていたようなHVCの入力ではなく、出力であることを示している。すなわち、HVC-shelf領域は、聴覚系と発声系の相互作用に重要な領域であると思われる。
最近、Mello等は、HVC-shelfは、RA-cupを通じてOvに投射していることを明らかにした。すなわち、HVC→HVC-shelf→RAcup→Ov→VP→HVCというフィードバック・ループがある。この聴覚制御のコリン作動性入力を含むフィードバック経路が、小鳥の歌学習に、どのように機能しているか、興味ある問題である。

Research Products

• [Publications] R.Li,I.Taniguchi & H.Sakaguchi: "Auditory-vocal cholinergic pathway in the songbird brain"Can.J.Physiol.Pharmacol.. 78. 1072-1076 (2000)
• [Publications] J.Wang,M.Sokabe & H.Sakaguchi: "Functional connections between the HVC and the shelf of the zebra finch revealed by real time optical imaging technique"NeuroReport. 12. 215-222 (2001)
• [Publications] H.Sakaguchi,R.Li & I.Taniguchi: "Sex differences in the ventral paleostriatum of the zebra finch : origin of the cholinergic innervation of the song control nuclei."NeuroReport. 11. 2727-2731 (2000)
• [Publications] 坂口博信(山下大輔編): "「行動の分子生物学」10.小鳥の歌学習の分子機構"シュブリンガー.フェアラーク東京. 91-101 (2000)