How does a single neural network generate multiple patterns of motions?

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07042
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kohsaka Hiroshi 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (20431900)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 運動回路 / 神経回路 / コネクトミクス / 運動制御

Outline of Final Research Achievements

Animals are able to move in multiple locomotion patterns. In this study, we examined mechanisms how a single neural circuit generates multiple motion patterns by using the motor systems of Drosophila larvae as a model. We identified two novel interneurons: Ifb-Fwd (which is activated in forward but not backward crawling) and Ifb-Bwd (which is activated in backward but not forward crawling). These findings suggest that distinct circuit modules for distinct motor patterns are implemented in the central nervous system.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物は、多様な運動パターンで動くことができます。例えば、ヒトは前歩きと後ろ歩きができます。しかし、ヒトには一つの中枢神経系しかありません。一つの神経回路がどのようにして異なる運動パターンを生み出すのか、その仕組みは不明でした。本研究では、ショウジョウバエを実験モデルとして用いて、運動に関わる神経回路を詳しく調べました。その結果、異なる運動を生み出すために、それぞれの運動専用の神経細胞があることを発見しました。このことから、神経回路の中には、異なる運動パターンを生み出すためにそれぞれの専用回路が組み込まれていることが明らかになりました。