時系列情報の神経回路基盤

• 研究課題/領域番号: 24220009
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経科学一般
• 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)
• 連携研究者: 安部 健太郎 京都大学, 医学研究科, 講師 (70462653) ; 濱口 航介 京都大学, 医学研究科, 講師 (50415270) ; 松井 亮介 京都大学, 医学研究科, 助教 (80633940) ; 長谷川 拓 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90713256)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 218,140千円 (直接経費: 167,800千円、間接経費: 50,340千円); 2016年度: 27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円); 2015年度: 30,160千円 (直接経費: 23,200千円、間接経費: 6,960千円); 2014年度: 34,450千円 (直接経費: 26,500千円、間接経費: 7,950千円); 2013年度: 36,010千円 (直接経費: 27,700千円、間接経費: 8,310千円); 2012年度: 89,830千円 (直接経費: 69,100千円、間接経費: 20,730千円)
• キーワード: ソングバード / 音声学習 / 基底核 / 文法情報 / 文法 / 音声制御 / 神経回路 / 文法規則 / 模倣学習 / 社会学習 / ウイルスベクター

研究成果の概要

ソングバードは、生得的にパターンが決定している「コール」に加えて、ヒトと同様に模倣により獲得する「ソング」という2種類の音声信号によりコミュニケーションする。高度な時系列情報処理を必要とする音声認識・制御の神経回路の形成機構を明らかにするために、トランスジェニックソングバードを作成し解析した。その結果、神経活動依存的な転写因子CREBの活性を操作してもコールには影響ないが、CREB活性を抑えるとソングの発達が有意に障害されることが明らかとなった。以上の結果は、後天的に獲得される音声のような時系列情報処理能力の獲得にはCREBを介する神経活動依存的な遺伝子発現調節が重要であることを示唆する。

評価記号

検証結果 (区分)

A-

研究成果

• [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
  • 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
  • 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 neurons (2016)
  • 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
  • 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 factor (2015)
  • 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
  • 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
  • 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 animals (2015)
  • 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
  • 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 method (2014)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Viral vector-mediated selective and reversible blockade of the pathway for visual orienting in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sooksawate T, Isa K, Matsui R, Kato S, Kinoshita M, Kobayashi K, Watanabe D, Kobayashi K, Isa T.
  • 雑誌名: Frontiers in Neural Circuits 巻: 7 ページ: 162-162
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00162
  • 査読あり
• [雑誌論文] A drug screening platform for Alzheimer's disease with intracellular Aβ oligomers using patient-specific iPSCs (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., (他24名), Murakami, K., Irie, K., Klein, W. L., Mori, H., Asada, T., Takahashi, R., Iwata, N., Yamanaka, S., Inoue, H
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 12 号: 4 ページ: 487-496
  • DOI: 10.1016/j.stem.2013.01.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Avian adeno-associated virus vector efficiently transduces neurons in the embryonic and post-embryonic chicken brain. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui, R.（第一著者）, Tanabe, Y., and Watanabe, D.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 11 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0048730
  • NAID: 120005025024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic dissection of the circuit for hand dexterity in primates (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Kinoshita, Ryosuke Matsui, Shigeki Kato, Taku Hasegawa, Hironori Kasahara, Kaoru Isa, Akiya Watakabe, Tetsuo Yamamori, Yukio Nishimura, Bror Alstermark, Dai Watanabe, Kazuto Kobayashi & Tadashi Isa
  • 雑誌名: Nature 巻: 487 号: 7406 ページ: 235-238
  • DOI: 10.1038/nature11206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drug screening for ALS using patient-specific induced pluripotent stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Egawa, N., Kitaoka, S., Tsukita, K., Naitoh, M., Takahashi, K., Yamamoto, T., Adachi, F., Kondo, T., Okita, K., Asaka, I., Aoi, T., Watanabe, A., Yamada, Y., Morizane, A., Takahashi, J., Ayaki, T., Ito, H., Yoshikawa, K., Yamawaki, S., Suzuki, S., Watanabe, D., Hioki, H., Kaneko, T., Makioka, K., Okamoto, K., Takuma, H., Tamaoka, A., Hasegawa, K., Nonaka, T., Hasegawa, M., Kawata, A., Yoshida, M., Nakahata, T., Takahashi, R., Marchetto, M. C. N., Gage, F. H., Yamanaka, S., and Inoue, H
  • 雑誌名: Sci. Transl. Med. 巻: 4 号: 145 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.3004052
  • 査読あり
• [学会発表] CREB-mediated interplay of genes and environment in the postnatal song learning in songbirds (2016)
  • 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
  • 国際学会
• [学会発表] Contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after corticospinal tract lesions in monkeys (2016)
  • 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
  • 国際学会
• [学会発表] The Science of Birdsong (2016)
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic and neural circuit basis of learned vocalization (2016)
  • 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
  • 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
  • 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
• [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
  • 招待講演
• [学会発表] Neural Basis of Social Learning and Vocal Communication (2015)
  • 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
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] Neural basis of social learning and its disorders (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Watanabe
  • 学会等名: Bristol-Kyoto Symposium
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] サルの皮質脊髄路損傷後の手指巧緻性回復における脊髄固有ニューロンの寄与の検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 當山峰道 ,木下正治,松井亮介, 加藤成樹, 長谷川拓, 笠原洋紀, 伊佐かおる, 渡邉 大, 小林和人, 里宇明元, 伊佐 正
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] ウイルスベクター2重感染法を用いた経路選択的遮断法のマウス指向運動制御系を指標とする考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊佐かおる, 松井亮介, 加藤成樹, 木下正治, 小林憲太, 渡邉 大, 小林和人, 伊佐 正
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] モーター駆動マイクロドライブによる神経活動の無線記録システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川拓, 田代紘一郎, 野々村万有, 藤本久貴, 土谷 亮, 渡邉 大
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] 遺伝子改変鳴禽類のさえずり発達 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安部健太郎, 渡邉 大
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] 音声コミュニケーション獲得・制御の神経および分子基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 大
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Transgenic zebra finches reveal the role of genetic factors in the postnatal song learning (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, D. Watanabe
  • 学会等名: Society for Neuroscience Annual Meeting 2013
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Verified contribution of propriospinal neurons to recovery of hand dexterity after a corticospinal tract lesion in the monkey (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Tohyama, M. Kinoshita, R. Matsui, S. Kato, K. Isa, D. Watanabe, K. Kobayashi, M. Liu, T. Isa
  • 学会等名: Society for Neuroscience Annual Meeting 2013
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Neural and Molecular Basis of Learned Vocal Communication (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai Watanabe
  • 学会等名: The ETH-EPFL-UZH-Kyoto Joint Symposium
  • 発表場所: ETH Zurich and the University of Zurich
• [学会発表] 社会学習による音声スキル獲得・制御の神経基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 大
  • 学会等名: 記憶回路研究会
  • 発表場所: 岡崎 生理学研究所
• [学会発表] Perception and control of syntactic vocal signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Dai Watanabe
  • 学会等名: The 4th Biennial Symposium on Brain and Mind in the Asia and Pacific (BMAP2012)
  • 発表場所: 慶応義塾大学、東京
  • 招待講演
• [学会発表] Neural basis of syntactic computation in learned vocal communication (2012)
  • 著者名/発表者名: Dai Watanabe
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conferences
  • 発表場所: Suzhou Dushu Lake Conference Center、中国
  • 招待講演
• [学会発表] Neural coding of syntactic vocal signals (2012)
  • 著者名/発表者名: Dai Watanabe
  • 学会等名: 第７回International Chick Meeting
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] Perception and control of syntax in avian vocal signals
  • 著者名/発表者名: Dai Watanabe
  • 学会等名: シンポジウム“Sensory systems & neural circuits“
  • 発表場所: 東京大学 伊藤国際学術センター、東京
  • 招待講演
• [備考] Lab Home Page
  • URL: http://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] Watanabe Lab: home
  • URL: http://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/index.html
• [備考] Watanabe Lab: Publications
  • URL: http://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/publications.html