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社会学習による音声スキルの獲得と固定化を媒介する神経回路制御

計画研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 26112007
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

渡邉 大  京都大学, 医学研究科, 教授 (90303817)

研究協力者 安部 健太郎  
松井 亮介  
濱口 航介  
矢和多 智  
西村 知華  
西岡 忠昭  
八木 宏樹  
奥宮 太郎  
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
71,890千円 (直接経費: 55,300千円、間接経費: 16,590千円)
2018年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2017年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2016年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2015年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2014年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
キーワード音声コミュニケーション / 社会学習 / 大脳皮質 / 基底核 / ソングバード / イメージング / オペラント学習 / 神経科学 / 大脳基底核回路 / 行動選択 / 音声
研究成果の概要

ソングバードにおける分子遺伝学的技術を確立し、生体での神経活動依存的転写因子CREB活性の操作を行った。その結果、先天的な音声である地鳴きはCREB活性の操作に影響されないが、CREB活性を抑えると社会学習により獲得される囀りの発達が障害された。以上の結果は、音声スキルの後天的な獲得にはCREBの活性化が必要であることを示唆する(Abe et al., PNAS 2015)。さらに神経活動と神経活動依存的な細胞内シグナル動態の関係を研究するための手法として内視顕微鏡を開発した。その結果、自由行動下でのCa2+イメージングによる神経活動とFRETイメージングによるERK活性の同時計測に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトは、言語のような高度な能力を模倣等の「社会学習」により獲得し、世代を超えて継承する。このように文化的に継承される能力は生後比較的短期間に獲得され、その後終生維持されることが知られているが、このような社会学習によるスキルの獲得と固定化の基盤となる神経回路機構について多くは不明である。その一因として実験室の環境下で社会学習を容易に観察できる適当な哺乳類モデル動物が存在しないことが挙げられる。ソングバードの分子遺伝学的技術を確立し、さらに自由行動下での神経活動および細胞内シグナル動態のイメージング技術を確立することによって、言語のような能力の獲得や維持に関わる神経回路機構の解明が期待される。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after corticospinal tract lesions in monkeys.2017

    • 著者名/発表者名
      Tohyama, T., Kinoshita, M., Kobayashi, K., Isa, K., Watanabe, D., Kobayashi, K., Liu, M., and Isa, T.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 114 号: 3 ページ: 604-609

    • DOI

      10.1073/pnas.1610787114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] mDia and ROCK mediate actin-dependent presynaptic remodeling regulating synaptic efficacy and anxiety.2016

    • 著者名/発表者名
      Deguchi Y, Harada M, Shinohara R, Lazarus M, Cherasse Y, Urade Y, Yamada D, Sekiguchi M, Watanabe D, Furuyashiki T, Narumiya S.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 17 号: 9 ページ: 2405-2417

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.10.088

    • NAID

      120005868496

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calcium dysregulation contributes to neurodegeneration in FTLD patient iPSC-derived neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Imamura, K., Sahara, N., Kanaan, N. M., Tsukita, K., Kondo, T., Kutoku, Y., Ohsawa, Y., Sunada, Y., Kawakami, K., Hotta, A., Yawata, S., Watanabe, D., Hasegawa, M., Trojanowski, J. Q., Lee, V. M.-Y., Suhara, T., Higuchi, M., and Inoue, H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 34904-34904

    • DOI

      10.1038/srep34904

    • NAID

      120005850272

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transgenic songbirds with suppressed or enhanced activity of CREB transcription factor2015

    • 著者名/発表者名
      Abe, K., Matsui, S., and Watanabe, D.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      巻: 112 号: 24 ページ: 7599-7604

    • DOI

      10.1073/pnas.1413484112

    • NAID

      120005672630

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Critical role of the neural pathway from the intermediate medial mesopallium to the intermediate hyperpallium apicale in filial imprinting of domestic chicks (Gallus gallus domesticus)2015

    • 著者名/発表者名
      Aoki N, Yamaguchi S, Kitajima T, Takehara A, Katagiri-Nakagawa S, Matsui R, Watanabe D, Matsushima T, Homma KJ.
    • 雑誌名

      Neuroscience.

      巻: 308 ページ: 115

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2015.09.014

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A wireless neural recording system with a precision motorized microdrive for freely behaving animals2015

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, T., Fujimoto, H., Tashiro, K., Nonomura, M., Tsuchiya, A., and Watanabe, D.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 7853-7853

    • DOI

      10.1038/srep07853

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simultaneous visualization of extrinsic and intrinsic axon collaterals in Golgi-like detail for mouse corticothalamic and corticocortical cells: a double viral infection method2014

    • 著者名/発表者名
      Watakabe, A., Takaji, M., Kato, S., Kobayashi, K., Mizukami, H., Ozawa, K., Ohsawa, S., Matsui, R., Watanabe, D., and Yamamori, T.
    • 雑誌名

      Frontiers in neural circuits

      巻: 8 ページ: 110-110

    • DOI

      10.3389/fncir.2014.00110

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 小鳥の歌から学ぶ2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      新学術領域研究「適応回路シフト」成果報告シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Activity-dependent gene regulation in vocal and skill learning2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      新学術領域「適応回路シフト」国際シンポジウム(国際学会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CREB-mediated interplay of genes and environment in the postnatal song learning in songbirds2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Abe, and Dai Watanabe
    • 学会等名
      Neuroscience 2016 (Society for Neuroscience)
    • 発表場所
      San Diego Convention Center
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after corticospinal tract lesions in monkeys2016

    • 著者名/発表者名
      Takamichi Tohyama, Masaharu Kinoshita, Kenta Kobayashi, Kaoru Isa, Dai Watanabe, Kazuto Kobayashi, Meigen Liu, and Tadashi Isa
    • 学会等名
      Neuroscience 2016 (Society for Neuroscience)
    • 発表場所
      San Diego Convention Center
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Science of Birdsong2016

    • 著者名/発表者名
      Dai Watanabe
    • 学会等名
      Chanel:科学と音楽の出会い
    • 発表場所
      京都大学清風荘
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic and neural circuit basis of learned vocalization2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      新学術領域「適応回路シフト」国際シンポジウム
    • 発表場所
      同志社大学 室町キャンパス 寒梅館
    • 年月日
      2016-03-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次脳機能を担う神経回路機構の理解に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      平成28年度 京都大学脳神経外科教室同門会 Neuroscience Frontier
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル大阪
    • 年月日
      2016-02-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 音声スキル獲得・制御の神経回路機構2015

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      生理研研究会「大脳皮質の機能原理を探る」
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 音声スキルの獲得と制御の神経機構2015

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      ライフサイエンスイノベーション推進機構セミナー
    • 発表場所
      福井
    • 年月日
      2015-02-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural Basis of Social Learning and Vocal Communication2015

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      第1回Neuroscience Network in Kobe シンポジウム「分子から疾患へー基礎と臨床を繋ぐ神経科学研究」
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-02-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モデル生物による音声スキル獲得の神経機構へのアプローチ2014

    • 著者名/発表者名
      渡邉 大
    • 学会等名
      第5回札幌神経科学研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 京都大学医学研究科生体情報科学講座ホームページ

    • URL

      http://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Lab Home Page

    • URL

      http://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-11-20   更新日: 2020-03-30  

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