| 研究課題/領域番号 |
20K06732
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
西野 浩史 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (80332477)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
|
|---|
| キーワード | 昆虫 / キノコ体 / 細胞内記録 / 統合処理 / ケニオン細胞 / 嗅覚情報処理 / 前大脳側葉 / 層構造 / 投射ニューロン / ゴキブリ / 並行処理 / ニューロパイル / γ葉 / 局所電場電位 / 膜電位振動 / 並行経路 / 嗅覚 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
嗅覚の優れた昆虫の一次嗅覚中枢から高次記憶中枢（キノコ体）へ投射するニューロンは複数の並行経路を形成する。我々は先行研究により、この経路がキノコ体の入力側では明瞭に分離されている一方、出力側で情報統合がおきていることを確認した。情報統合の場であるキノコ体葉部は大脳皮質の機能コラムを想起させる15の層から構成される。本研究では、細胞内記録を適用しやすいゴキブリを用い、記録箇所を葉部の特定領域に絞ることで、葉部の入・出力ニューロンの活動動態、形態、および伝達物質を精査することで、並列経路の統合様式とその機能的意義を明らかにする。
|
| 研究成果の概要 |
嗅覚を発達させた動物では一次中枢から高次中枢へ投射するニューロンが複数の並行経路を形成する。本研究ではワモンゴキブリを用い、2本の並行経路の入力を処理するキノコ体のγ層、非γ層の外来性ニューロンの細胞内記録/染色により、その統合様式を精査した。その結果、葉部には入力ニューロンと出力ニューロンがあり、前者はγ層、非γ層の両方を広く覆うものが大多数を占めるのに対し、後者では非γ層のみ、γ層のみ、γ層と一部の非γ層を覆うもの、に分けられること、各タイプの形態や生理学的性質に顕著な違いがみられることがわかった。以上、キノコ体の出力レベルでは並行経路は一部統合、一部保持されていることが強く示唆された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
嗅覚並行経路は同じ匂いに付随する異なる性質を処理すると推定される経路で、無脊椎動物、脊椎動物に広く見られるが、並行経路がどこでどう統合されるのかは理解されていない。本研究は嗅覚依存度の高い夜行性の動物（ゴキブリ）を用い、その2本の並行経路の統合様式を高次中枢（キノコ体）の外来性ニューロンの細胞内記録/染色により探る独自性の高い研究であり、得られた結果は並行経路の機能的意義や進化のみならず、嗅覚中枢の発達、匂いの情報統合、記憶の形成機構、行動決定など神経科学の諸課題に深い示唆を与えるものである。
|
