2023 Fiscal Year Research-status Report
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22K18657
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
田中 雅史 早稲田大学, 文学学術院, 准教授 (20835128)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | キンカチョウ / 文化 / 嗜好 / 社会学習 / 発達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、キンカチョウというスズメ亜目の鳥が、特定の聴覚・視覚刺激への嗜好を形成するメカニズム解明を目的としている。これまで、キンカチョウの聴覚・視覚刺激への嗜好を定量化するため、マイクロスイッチ・LEDを利用して刺激を再生するキーを作製し、これらのキーをキンカチョウが押す行動形成の最適化とともにその嗜好探索を行っている。これまで、キンカチョウはオスの歌や電子音に対する雌雄の性差が認められていた。本年度はマイクロスイッチ機構のデザイン変更によってキー押しの軽量化に成功し、その結果、十分に強化子として働く音刺激を用意すればほぼシェーピングが必要なくなるほど学習が成立する学習系となり、実験コストの大幅な減少を達成できた。また本年度は、VTAから密な入力を受ける大脳基底核の領域として、側坐核近傍のドーパミン投射の解析を進め、ドーパミン投射が密に分布するクラスター領域を複数同定できた。側坐核付近へのプローブ等の埋め込みによって運動量やキー押しが減少する現象が認められ、ドーパミン受容体を阻害するとさらにキー押しや運動量が減少する傾向が見られているため、側坐核のドーパミンが特定の感覚刺激への嗜好と関連している可能性が示唆された。また、c-FOSの免疫組織化学によって、側坐核を含む大脳基底核の内側部に聴覚情報処理に特化した神経回路が偏在する可能性が示唆された。来年度はさらにサンプル数を増やし、VTAから側坐核のドーパミン投射と嗜好との関連を探りたい。
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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
これまでの実験で、側坐核近傍のドーパミン投射の分布や結合する神経回路の同定を進めることができており、特に内側線条体に聴覚刺激や嗜好・動機づけと関連する神経回路が存在する可能性が示唆されたことは大きい進展である。いまだ腹側被蓋野（VTA）などの中脳のドーパミン神経細胞から側坐核へのドーパミン信号と嗜好との直接的な関連を突き止められてはいないが、本年度はマイクロスイッチ機構のデザイン変更などの実験系の改良にも成功し、今後は神経操作までに必要な実験時間を大幅に短縮できることが期待できるため、本研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究によって、新奇な聴覚刺激への嗜好と関連する神経ネットワークが側坐核近傍に存在することが明らかになりつつあるが、いまだその具体的な情報処理については不明である。次年度は、本年度の研究によってさらに効率化された実験系を利用して、側坐核のドーパミン受容体の阻害薬や作動薬の投与がオペラント行動に与える影響を評価することによって、嗜好との因果関係を明らかにしたい。また次年度は、脳内への微小透析法による薬剤投与のみならず、より侵襲性が低いと思われる光ファイバー慢性埋め込みによる神経操作も導入し、側坐核のみならず、さらに背側の内側線条体の神経操作も検討して、大脳基底核と新奇刺激嗜好との関係を多角的に探究したい。さらに、これまでの研究でオスとメスのキンカチョウにおける歌や新奇な電子音への聴覚的な嗜好が異なることが明らかになってきたが、より自然な刺激である歌に対する反応との違いは明らかではない。次年度は、嗜好と関連する皮質を含めた広い神経回路を射程に入れて、異なる刺激に対する神経応答を比較することで、新奇刺激に対する嗜好形成に特異的な神経ネットワークを明らかにする予定である。
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