2015 Fiscal Year Annual Research Report
ミツバチをもちいた嗅覚記憶形成過程の脳内ダイナミクスの解明
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25440175
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
岡田 龍一 兵庫県立大学, 環境人間学部, 研究員 (20423006)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 神経行動学 / 脳 / 記憶と学習 / 昆虫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶・学習の神経メカニズムについて多くのことが明らかになってきたが、学習訓練中（記憶が形成されている過程）に脳内にどのようなことが起こっているかを直接観察した例はほとんどない。そこで、本研究では、ミツバチ脳の同定ニューロンであるPE1ニューロンに着目して記憶の形成過程の神経ダイナミクスを明らかにすることを目的とした。
匂い学習をしながらPE1の自発的な活動（自発発火）を長時間記録した結果、PE1は2、3発の神経スパイクが短時間に発火するバースト発火をし、そのバーストは興奮性シナプス１発の入力によって引き起こされていることが示唆された。さらに、PE1の神経活動度に周期的に増減する振動現象が見られたので、周波数解析を行ったところ、約0.1Hzに明確なピークが見られた。興味深いことに振動周波数のピークは記憶成立直前に低周波側にシフトしていた。このことは、記憶が成立する直前にPE1が強い抑制性の入力を受けることを示唆している。
次に、PE1への抑制性入力の特性を推定するために、イオン型および代謝型GABA受容体に対する抗体染色を行った。PE1の入力部位と思われる領域にはシグナルが検出されなかったが、その一方でPE1に興奮性入力を与えているキノコ体のケニオン細胞ではシグナルが検出された。しかもイオン型、代謝型両方のGABA受容体のシグナルが検出された。つまり、PE1の神経抑制は、直接的な抑制入力よりも、むしろケニオン細胞を介した間接的な神経抑制が支配的なのかもしれない。これを示すためには綿密な研究がさらに必要である。
これらの成果をまとめ、国内外の学会で研究成果を発表した。また、英語著書、解説文などを執筆した。さらに、高校・大学生や一般向けに執筆した「研究者が教える動物実験」、「行動生物学辞典」、「昆虫と自然」の出版など行動学の啓蒙活動においても一定の成果を得たと考えている。
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