2022 Fiscal Year Annual Research Report
速度依存的移動運動パターン変化を制御する後脳・脊髄神経回路の小型魚類を用いた解明
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19K06897
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
木村 有希子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (70581122)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゼブラフィッシュ / 遊泳運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の移動運動では速度変化にともない、ウマのウオーク、トロット、ギャロップのように運動パターンが変化することがある。異なる速度の異なる運動パターンは、特定の速度で特定の脊髄ニューロンが選択的に活動して作られると考えられるが、その活動を制御する具体的なメカニズムは明らかでない。このメカニズムを明らかにするためには、動物が様々な速度で運動するときに、特定の運動パターン生成に関わる脊髄ニューロンが速度依存的にどのような入力を受けているかを明らかにする必要がある。しかし、上述の研究は複雑で巨大な神経系を持つ哺乳類を材料に用いると、実験操作が難しい。本研究では、哺乳類より単純な神経系を持ち、実験操作が容易なゼブラフィッシュ仔魚を材料にして、速度特異的な運動パターン生成に関わる脊髄ニューロンが様々な速度の運動で脊髄および後脳のニューロンから受ける入力を調べることで、速度依存的移動運動パターン変化を制御する後脳・脊髄神経回路を明らかにすることを目的とした。今年度は速度依存的に活動が変化する胸びれ運動ニューロンに抑制性入力を送る脊髄介在ニューロンのタイプを調べた。研究期間を通じて、胸びれ運動や、遊泳運動を制御するニューロンの中で、速度変化に伴い活動パターンの変わる複数種類のニューロンについて、どのような入力パターンが速度変化依存的な活動パターンを作り出しているかを調べた。その結果、速度依存的な活動パターンの変化制御には、速度依存的な興奮性入力と抑制性入力の変化が重要であると考えられるが、それを作り出すメカニズムは細胞のタイプ毎に異なることが明らかになった。
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