2017 Fiscal Year Research-status Report
Functional maturation of neuronal circuit of filial imprinting of domestic chicks during the critical period of learning
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17K07492
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
本間 光一 帝京大学, 薬学部, 教授 (90251438)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 脳・神経 / 行動学 / 動物 / 薬学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
刻印付け（刷り込み）は、孵化直後の鳥類ヒナが親鳥を記憶する早期学習の典型例であり、臨界期を有する学習のメカニズムを解析するよいモデルとなる。本研究では、『鳥類視覚学習回路の臨界期における機能的成熟機構 』の解明を目的として、
１、学習臨界期を決定する細胞内シグナル伝達機構の解明
２、学習能力を賦与する神経回路の形態的および機能的成熟機構の解明
３、学習能力を賦与する分子機構とその生物学的意義の解明、を目指す。
これらの目的のために代表者独自の生化学的・分子生物学的・形態学的手法を利用しながら学習の習得能力と臨界期決定の全体像を神経回路と細胞内情報伝達という観点から解明する。今年度は、刻印付けの臨界期を開くホルモンとして同定した甲状腺ホルモン(T3)が作用する結果起こる生理学的変化を解析した、これまでイオンチャネル型であるGABAA受容体は、GABAが結合すると膜電位変化が起こる(Sivilottiet et al. Prog. Neurobiol. 36, 35-92(1991))ことが知られている。そこでニワトリ脳のIMM領域から調製した急性スライスに対するT3の効果を電場電位測定法によって調べた。その結果、T3の投与によってP波が増強されることがわかった。また、ホールセル記録を行い、IPSC(抑制性シナプス後電流)がT3によって減少することを示唆した。この結果は、GABAA受容体を介したCl-電流がT3によって減弱されることを示す。以上の結果は、甲状腺ホルモン(T3)が引き起こす生理学的変化にGABAA受容体が関与することを示唆する。さらに刻印付けされたヒナでは、Reversal LearningやTask Switchingといった脳高次機能を必要とする学習効率が顕著に上昇することを発見した。これは早期学習がその後の学習の効率を上昇させた例と考えられ、発見の意義は大きい。
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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
今年度は、刻印付けの臨界期を開くホルモンとして同定した甲状腺ホルモン(T3)が作用する結果起こる生理学的変化を解析し、ニワトリ脳のIMM領域から調製した急性スライスに対するT3の効果を電場電位測定法によって調べることに成功した。その結果、T3の投与によってP波が増強されることがわかったことは大きな進展である。また、ホールセル記録を行い、IPSC(抑制性シナプス後電流)がT3によって減少することを示唆した。この結果は、GABAA受容体を介したCl-電流がT3によって減弱されることを示す。安定した記録としてまだ検討する余地はあるが、以上の結果は、甲状腺ホルモン(T3)が引き起こす生理学的変化にGABAA受容体が関与することを示唆しており、初年度の成果としてはおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度のはおおむね順調に推移したので、今後はこのままの実験計画で研究を推進していきたい。研究計画の変更は必要とせず、研究を遂行する上での特段の課題は見当たらない。
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| Causes of Carryover |
今年度は、消耗品の使用が予定より少なく済んだことが主な理由である。次年度には、今年度よりも多くの使用額が生じると考えられるので、概ね順調に推移している今年度の結果を踏まえ、さらに推進していくために適切な研究費の使用を計画している。
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