2016 Fiscal Year Annual Research Report
Convergence of multimodal sensory pathways in the Drosophila brain
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26830026
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田中 暢明 北海道大学, 創成研究機構, 特任助教 (20517924)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 異種感覚情報の統合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物は異なる感覚器官で受容した情報を脳内で絶えず統合している。本研究では、比較的シンプルな脳をもち、様々な遺伝学的手法を用いることのできるショウジョウバエを使って、視覚・味覚・嗅覚の情報を統合する脳領域を同定し、感覚情報の統合処理過程を明らかにすることを目的とした。
まず、複数の感覚情報を受け取る脳領域を同定する目的で、視覚・味覚・嗅覚の各1次感覚中枢にそれぞれ色素を注入し、複数の1次感覚中枢と連絡する脳領域を調べた。その結果、キノコ体の傘部と呼ばれる領域が、3中枢と連絡があることが明らかになった。さらに、その連絡経路を標識するGAL4系統のスクリーニングを通じて、各1次中枢とキノコ体傘部を連絡する神経経路には、既知の2経路を含めて8経路あり、計12種類の神経細胞がその連絡を担っていることを見出した。また、各1次中枢との連絡様式から、キノコ体傘部は4領域に分割でき、かつ、各領域がそれぞれ異なる組み合わせの1次感覚中枢と連絡していることを発見した。
一方、キノコ体傘部には、ケニヨン細胞と呼ばれる内因性の神経細胞が連絡して、1次中枢から感覚情報をうけとっている。ケニヨン細胞には、その投射先から大きく3群あることが知られているが、その3群のケニヨン細胞の傘部での連絡様式を調べると、群ごとに異なる2領域に連絡していることがわかった。以上の結果から、様々な感覚情報は、その組み合わせごとに異なる群のケニヨン細胞に伝えられ、ケニヨン細胞の投射先であるキノコ体葉部で、群ごとに異なる感覚情報の統合を行っていることが解剖学的に示唆された。
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