Analysis of neurophysiological mechanisms that regulate escape behavior in an environment-dependent manner

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06264
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Usui Tadao 京都大学, 生命科学研究科, 講師 (10324708)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 捕食回避行動 / 感覚ゲーティング / 疼痛緩和療法 / カルシウムイメージング / ショウジョウバエ / 神経ペプチド

Outline of Final Research Achievements

We found that the Bero protein is essential for the formation of spontaneous and sustained neural activity (Ca2+ oscillations) of ABLK neurons, and that these Ca2+ oscillations antagonize the nociceptive response of ABLK neurons. This strongly suggested that sensory inputs other than nociceptive inputs were integrated with nociceptive inputs. In a paper published in the international journal eLife (Li et al., 2023), we found that neuropeptide receptors expressed in ABLK neurons functionally interact with Bero protein. We also found that the neuronal activity of ABLK neurons fluctuates in response to various environmental stresses, which is still being verified.

Free Research Field

神経行動学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で得られた成果は、動物の生存戦略の「かなめ」である捕食者からの回避行動について、これまで知られていなかった神経調節メカニズムを明らかにしたことである。従来は、捕食回避行動は定型的であり、調節される余地はあまりないと考えられてきた。しかし、本研究により、自然に存在する遺伝的な因子（bero遺伝子の多型）により捕食回避行動の迅速性が多様化していることが明らかになった。これに加えて、調節神経回路の動態が、さまざまな環境要因によっても変動することがわかってきた。回避行動は痛覚により起動されるため、本研究課題の成果は、ヒトの疼痛緩和療法を改善するための有用な情報を与えると期待できる。