2017 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanisms that underlie action selection based on integrated sensory information
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15K18352
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
塩崎 博史 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (50630571)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 飛行 / 視覚 / 短期記憶 / 意思決定 / 神経回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、豊富な遺伝学的手法が利用可能なショウジョウバエを用いて、感覚情報を統合して次の行動を選択する際に働く神経回路の動作とそのメカニズムの解明を目指す。
昨年度までの研究により、視覚情報の時間的統合にもとづく飛行方向選択に必要な脳領域を同定し、この脳領域が視覚、記憶、および運動の情報を符号化することを発見した。本年度は、これらの研究成果を論文として取りまとめ、国際学術雑誌に発表した（Shiozaki and Kazama, Nat Neurosci, 2017）。
また本年度は、視覚と運動の情報を符号化する神経回路を解析した。これまでの実験から、特定の脳領域において視覚と運動の情報が符号化されていることが分かっていたが、これらの情報が脳領域内のどのニューロン群により符号化されているかは不明であった。この問題を解決するために、遺伝学的手法を用いて特定のニューロン群にカルシウム指示タンパク質を発現させ、羽ばたき運動中の神経活動を記録した。その結果、R1ニューロンと呼ばれるニューロン群が、視覚物体の位置およびハエ自身の旋回運動に応じて活動を変化させることが明らかとなった。この結果は、視覚と運動の情報がR1ニューロンにより符号化されていることを示している。また、ハエが羽ばたきをやめるとR1ニューロンの視覚応答が減弱したことから、R1ニューロンは特に飛翔中の視覚情報処理に寄与することが示唆された。以上の結果により、ショウジョウバエにおける感覚運動変換の神経回路機構についての理解が深まった。
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