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高次嗅覚中枢における神経配線図の解読と機能マッピング

研究課題

研究課題/領域番号 16K07018
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

宮坂 信彦  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 副チームリーダー (70332335)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード匂い / 嗅覚 / 神経回路 / 脳 / 生得的行動 / ゼブラフィッシュ / 学習 / 記憶 / 行動 / 意欲 / 遺伝子工学 / 嗅球 / 記憶学習 / 神経科学 / 脳・神経 / 動物 / 遺伝子
研究成果の概要

匂いの入力から行動出力に至る神経回路メカニズムの解明を目的として、特定の嗅覚行動にリンクして活性化する高次脳領域の同定を行った。食物に由来するアミノ酸やATPはゼブラフィッシュの誘引行動を引き起こし、終脳や視床下部の特定の神経核を共通して活性化した。一方、忌避行動を引き起こす警報フェロモンは、終脳や視床下部において、食物の匂いとは異なる神経核を活性化した。さらに、匂いとエサ報酬の連合学習によって、特定の視床亜核が活性化することが明らかになった。以上のことから、嗅球に表現された匂い分子の化学構造の情報は、異なる高次脳領域によって読み取られ、適切な行動出力へと変換されることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳がどのように外界の情報を読み取り適切な行動に至るのかという問題は、生命科学の重要なテーマの一つであり、その解明は人の精神活動の理解につながる。本研究において、匂いの情報は一次中枢から複数の高次脳領域に伝達され、異なる行動出力に対応して特異的な神経核が活動することが明らかとなった。本研究成果は、匂い情報処理の神経回路メカニズムの解明とともに、感覚情報処理の基本原理の理解にも貢献することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] An adenosine receptor for olfaction in fish2017

    • 著者名/発表者名
      Wakisaka N., Miyasaka N., Koide T., Masuda M., Hiraki-Kajiyama T., Yoshihara Y.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Neural circuit mechanisms underlying olfactory memory and motivated behavior in zebrafish2019

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka N, Yoshihara Y
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 嗅覚記憶と意欲行動の神経回路メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦, 吉原良浩
    • 学会等名
      日本味と匂学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Olfactory memory and motivated behavior in zebrafish2019

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka N, Yoshihara Y
    • 学会等名
      The 48th Naito Conference on Integrated Sensory Sciences - Pain, Itch, Smell and Taste
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 嗅覚記憶と意欲行動の神経回路メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦
    • 学会等名
      Chemosensation & Behavior Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 匂いと食の連合記憶を担う神経回路メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦 吉原良浩
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの嗅覚記憶と意欲行動2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦 吉原良浩
    • 学会等名
      日本味と匂学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュの嗅覚行動を司る神経回路メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦
    • 学会等名
      北海道から芽吹いた生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 匂いと食の連合記憶を担う神経回路メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      宮坂信彦 吉原良浩
    • 学会等名
      日本味と匂学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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