2019 Fiscal Year Annual Research Report
Deciphering the wiring diagram and functional mapping in higher olfactory centers
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16K07018
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
宮坂 信彦 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 副チームリーダー (70332335)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 嗅覚 / 神経回路 / 脳 / 行動 / ゼブラフィッシュ / 学習 / 記憶 / 意欲 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
匂いとエサ報酬の連合記憶を形成する行動実験系において、誘引や忌避を起こさない行動学的に中立な匂いを提示し、その直後にエサを与えるトレーニングを繰り返すと、ゼブラフィッシュは匂いの提示だけで匂いの源やエサ投与口に対する誘因行動を示すようになる。すなわち、匂いによってエサを獲得する意欲が生じたと考えられる。
腹内側視床の前方部において、匂いとエサ報酬を関連づけてトレーニングしたpairedグループでは、c-fos陽性ニューロンの数が、匂い投与と給餌を完全に分離したunpairedグループに比べて顕著に大きい。ゼブラフィッシュの腹内側視床は、構成するニューロンのタイプや神経接続について未だ報告のない神経核で、哺乳動物における相同な脳領域も明らかになっていない。前年度までに行った様々な機能分子とc-fos mRNAの二重標識解析から、pairedグループのc-fos陽性腹内側視床ニューロンは、特定の神経ペプチドを発現するグルタミン酸作動性ニューロンの集団であることが明らかとなっている。
pairedグループでの腹内側視床の活性化の生理的意義を明らかにするために、トレーニングを行っていないナイーブな魚を常飼育環境から新奇環境へ移す実験を行った。その結果、新奇環境グループの腹内側視床でも、pairedグループと同じ特定の神経ペプチドを発現するニューロン集団が活性化されることが明らかとなった。これらの実験結果は、匂いによって動機づけされた誘引行動や、新奇環境での探索行動など、腹内側視床の活性化が目的行動への意欲・モティベーションを生み出す脳の状態（覚醒・好奇心・注意・予期など）と関連することを示唆している。
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