2020 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanisms underlying habitual memory formation in insect microbrains
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19H03261
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
水波 誠 北海道大学, 理学研究院, 教授 (30174030)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 微小脳 / 学習 / 昆虫 / 習慣記憶 / パブロフ型条件づけ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の条件づけでは、「動物は、無条件刺激（報酬）を欲する場合に、条件反応（学習行動）を示す」というのが原則と考えられている。ところが研究代表者は最近、コオロギにパブロフ型の条件づけ訓練を繰り返すと、動物が報酬を必要としない場合にも条件反応を行うようになることを発見した。パブロフ型条件づけでのこのような「習慣記憶の形成」は、これまで他の動物では報告がなかった。本研究の目的はコオロギを用いてこの新規学習現象を解析し、動物の学習についての新たな洞察を得ることである。
「習慣形成」は「学習訓練を繰り返すと、報酬価値を引き下げる実験操作を行っても学習行動が遂行されるようになる現象」と定義される。したがって適切な報酬価値引き下げの実験系の確立が、その現象の解析には必須である。これまで報酬価値の引き下げ法としては、学習テストの前に餌(報酬)を十分に与える方法を用いてきたが、この方法には限界がある。そこで新たな報酬価値引き下げ法の確立を目指して、前年度はスクロース（報酬）をアミグダリン（毒物）と連合させる味覚嫌悪学習法について検討した。しかしこの方法では学習はかかるものの、学習効果は必ずしも十分ではなかった。
そこで本年度は、新たにスクロースを塩化リチウム（毒物）と連合させる味覚嫌悪学習法について検討した。その結果、この方法ではアミグダリンを用いる学習法に比べて遥かに高い学習効果が得られることが分かった。
さらに本年度は、神経活動の活性化に伴う最初期応答遺伝子egr-Bの発現を指標としたオクトパミンニューロンの活動解析法の確立を目指した。その結果、薬物投与により強く興奮させたオクトパミンニューロンの神経活動を蛍光イメージング法で捉えることに成功した。現在、砂糖水を飲ませた際に起こると考えられる比較的弱い神経活動を捉えるための実験を続けている。
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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
本年度は、スクロース（報酬）を塩化リチウム（毒物）と連合させる味覚嫌悪学習法を開発に成功した。さらに最期応答遺伝子egr-Bの発現を指標としてオクトパミンニューロンの活動をモニターする方法も確立させた。研究はおおむね順調に進展していると言える。しかし、これらの実験技術を習慣形成の確認実験に適用するためには更なる実験技術改良が必要である。粘り強く研究を押し進めていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題は２つである。１つは、本年度開発したスクロース（報酬）を塩化リチウム（毒物）と連合させる味覚嫌悪学習法を、習慣記憶の実験系に利用可能なようにさらに改良することである。もう１つは、本年度開発した最期応答遺伝子egr-Bの発現を指標としてオクトパミンニューロンの活動をモニターする方法を、習慣学習時のオクトパミンニューロンの活動解析に利用可能なように更に改良することである。
いずれも簡単ではないが着実に研究を推し進めていきたい。
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[Book] 動物の事典2020
Author(s)
末光 隆志
Total Pages
772
Publisher
朝倉書店
ISBN
978-4-254-17166-2
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