2017 Fiscal Year Annual Research Report
情動同調と感覚統合によるコミュニケーション調整機構：鳥類の求愛をモデルとした研究
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17J09485
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森 千紘 東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | コミュニケーション / 情動 / 発声 / 求愛行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物は発声の他に視覚や嗅覚など様々な感覚信号を用い、時にはそれらを組み合わせてコミュニケーションを行う。本研究は、発声と発声以外の運動という複数のモダリティにまたがるコミュニケーション行動の機能と神経メカニズムを解明するため、ブンチョウの求愛歌とダンスを対象として神経生理学的手法を用い実験を進めている。神経生理実験に先立ちまた並行して、オスとメス6羽ずつを用い、求愛ダンスがどのペアでどのくらい、どのように行われるか記録し、行動解析を進めている。求愛行動のシーケンスを調べ詳細に記述・解析することは、神経活動と行動の対応と相関を調べる上で重要である。ブンチョウの求愛行動の一連の流れを踏まえ、オスはダンスによりメスの情動反応を賦活し、またダンスと歌を組み合わせ、これらの信号がメスにおいて感覚統合されることで交尾行動を誘発し、求愛行動を成立させるという仮説の実験的検証を行うことを目指す。そのためにメスの聴覚領域、情動に関わる脳領域の神経活動を記録することを目的として、有線による単一細胞の神経活動記録技術を習得し、神経活動データを得るところまで到達した。今後は個体数とデータを蓄積していくことでダンスが受け手にどのように影響するかを検討する。また実験計画の最終段階として光遺伝学の手法利用し、情動反応に関わる領域の神経活動を操作し、活性化・抑制を行う予定であるため、すでに光遺伝学実験系を確立している研究室の研究員の方から意見をいただき、当研究室の研究員・学生と協力して予備実験を進め、光感受性タンパク質を組み込んだウィルスベクターの選定と感染効率、光刺激システムの検証を行った。
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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
無線送信機を利用した神経活動記録方法を確立し、自由行動下での聴覚応答の記録などを行ってきた。しかし、求愛行動を誘発しやすいケージのセッティングや、実験環境になれるまでの時間、1日の中で求愛行動を行う頻度・タイミングなどが、無線の神経活動記録方法では信号を安定して送る距離やバッテリーの持続時間等において効率よくデータを蓄積する上で問題となった。試行錯誤した結果、有線による神経活動記録方法を新たに習得し、行動観察により新しい環境に慣れやすい個体を選別することで、計画からは少し遅れてしまったがデータを得るまでにいたっている。実験計画の最終段階として光遺伝学の手法を利用するため、神経活動を活性化・抑制することに適した光感受性タンパク質、プロモーター、ベクターの探索と実験条件の検討を行った。すでに光遺伝学実験系を確立している研究室の研究員の方から意見をいただき、当研究室の研究員・学生と協力し、神経活動操作により行動の変化が検出できることがわかっている脳部位に光感受性タンパク質を組み込んだウィルスベクターを注入し、最終的に光感受性タンパク質を発現している神経細胞が存在することを確認した。しかし、実際に光刺激を行うと同時に神経活動を記録したところ、明確な神経活動の変化を観察することは出来なかった。今後、さらなる検討が必要となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
行動と神経生理実験の実験環境をほぼ確立させることが出来たので、今後は歌とダンスを提示したときの標的領域における神経活動と行動の記録を進め、解析を行っていく。また、それらの成果をまとめ、学会や論文での発表を行う。光遺伝学の手法の確立については、当該年度に行った予備実験においては光感受性タンパクを発現している細胞数が少なく十分量ではなかったため、それが原因で光刺激を行った実験でそれらを検出することが出来なかったと考えられる。このような感染効率では光刺激により神経活動を変化させ、さらに行動を変化させるのに十分ではない。今後はウィルスベクターの種類、注入量などを検討し、感染効率を上げる条件を探索する必要がある。
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