2018 Fiscal Year Annual Research Report
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16H04655
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
上川内 あづさ 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00525264)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの動物は求愛行動の際に、その種に固有の「鳴き声」などの特徴的な音を使って同種認識を行う。本研究は、このような「種に固有の音を認識してその意味を理解する」、といった聴覚情報処理が、どのような特性を持つ神経細胞のどのような組み合わせで達成されるのか、その神経回路機構を理解することを目的とする。そのための研究モデルとして、ショウジョウバエの求愛行動を用いた解析を進めた。
前年度までの解析から、、AMMC-B1, AMMC-LNと呼ばれる２種類のニューロンが、AMMC-B1ニューロンに対してフィードフォワード神経回路を形成しており、それにより、、AMMC-B1ニューロンのバンドパス特性の形成を担うことを見出した。そこで今年度は、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンそれぞれの応答特性を、カルシウムイメージング法により決定した。その結果、これら２種類のニューロンは速いリズムの求愛歌により強く応答することを発見した。また、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンの神経伝達を分子遺伝学的手法により阻害し、得られた個体の聴覚行動を解析することで、様々なリズムの求愛歌に対する応答行動の発現における寄与を決定した。その結果、速いリズムの求愛歌に対する応答が、他のリズムの歌に比べてより顕著に増強した。
また、これまでに進めてきた、脳の連続電子顕微鏡画像を用いたコネクトーム解析のに関して、プルーフリード作業をほぼ終えた。これにより、聴感覚ニューロンとAMMC-B1ニューロンとの神経接続を定量的に評価することが可能なデータベースを整備した。
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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
研究計画で予定した内容通りに、AMMC-B1ニューロンのリズム応答性に関与する２種類の抑制性介在性ニューロンであるAMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンについて、それぞれのニューロンの応答特性を、カルシウムイメージング法により決定することができた。またその過程で、様々なリズムの音に対する応答特性を比較するための解析手法も確立し、今後の解析をスムーズに進めるための方法論が整った。また、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロンの、様々なリズムの求愛歌に対する応答行動の発現における寄与も決定できた。以上一連の結果により、ショウジョウバエが持つ、求愛歌を構成する音のリズムを識別するための脳内メカニズムを明らかにすることができた。
求愛歌のリズムは種によって異なっており、そのリズムの識別は種に固有の音認識の根幹を構成するプロセスである。現在までに、ショウジョウバエを用いてそのプロセスを担う神経機構を解明することができた。よって、現在まで、本研究課題は順調に進捗していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析から、AMMC-B1ニューロンは、AMMC-LNニューロン、AMMC-B2ニューロン以外にも、様々なニューロンと神経接続することがわかっている。そこで、AMMC-B1ニューロンのリズム応答性を制御する、他の因子についてさらに探索を進める。また、AMMC-B1ニューロンの上流に位置する聴感覚ニューロンについても、AMMC-B1ニューロンと同様の抑制性制御がかかっている可能性を考え、制御を担う可能性があるニューロンを、解剖学的特徴から絞り込み、同定後に機能解析を行う。
また、これまで継続して進めている、Janelia Research Campusとの共同研究先である、脳の連続電子顕微鏡画像を用いたコネクトーム解析の結果を分析し、まとめる。これまでの解析結果を確認するプルーフリード作業はほぼ終了したため、今後はシナプス分布の解析を体系的に行う。次年度が最終年度であるため、ここまでの研究成果を論文発表する。
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