| 研究領域 | 多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理 |
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| 研究課題/領域番号 |
25115007
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
上川内 あづさ 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00525264)
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| 研究期間 (年度) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| キーワード | 行動制御 |
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| 研究実績の概要 |
既に申請者らが確立した、聴覚行動実験（Nature 2009）を大規模に実施するため、平成２５年度に独自開発した、コンピュータプログラムを用いて聴覚行動を定量する方法（ChaINソフトウェア）を用いた解析を進めた。これまでの研究結果から推定されている、キイロショウジョウバエ脳における聴覚情報処理システムにおいて特定のパルス音を抽出するフィルターシステムの性質を見極めるため、時間パラメータを体系的に改変した人工音を用いた聴覚行動実験を行った。その結果、システムの特性は時間とともに変化すること、また、その変化様式は刺激量に依存することが示唆された。また、神経伝達物質やその合成酵素をコードする遺伝子の変異体を用いた聴覚行動解析を行い、システムの特性を規定する神経伝達物質の候補を検索した。しかし、遺伝子変異体は聴覚行動自体が非常に弱く、解析に適さないことがわかった。今後は、特異的な神経細胞のみで遺伝子機能を阻害するなどの、時空間的な制御を組み込んだ遺伝子改変動物の解析が必要である。以上、ChaINソフトウェアを用いた体系的な解析から、ショウジョウバエ聴覚系が持つフィルターシステムの新たな特性が明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究では、モデル生物ショウジョウバエを用いて、聴覚情報が、記憶を介して求愛行動を制御・修飾する脳神経機構を解明する。様々な神経細胞や機能分子の応答可視化ツールや制御ツールを駆使することで、聴覚情報記憶形成の軌跡としての神経回路や、そのダイナミズムを担う神経分子機構を解明することを目的としている。この目的を達成するためには、動物個体における聴覚情報処理の結果としての行動出力を詳細に解析し、入力情報との相関様式を理解することがまずは必要不可欠である。そのため、昨年度までに作成した、聴覚行動の自動解析プログラムChaINを利用し、体系的な音刺激の改変に伴う行動量の時間変化を詳細に記載する、という研究計画を実施し、順調に結果を得ることができた。今回得られた音刺激と行動の相関関係様式の知見を基盤として、今後、聴覚情報処理システムを構成する要素である神経細胞や神経回路の機能改変を行うことで、聴覚情報記憶システムの動作原理に迫ることができると多いに期待できる。よって、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに解明した音刺激と聴覚行動出力の関係に関する知見を利用し、音情報がどのように動物個体内で記憶されるか、短期的な神経可塑性と長期的な神経可塑性（記憶を含む）の二つの側面から解析する。短期的な神経可塑性については、数十分から1時間程度の持続的な音刺激にさらされることで、動物個体の応答がどのように変化していくかを解析し、音情報の蓄積に伴う出力変化のパターンとして理解する。長期的な神経可塑性に関しては、長時間音刺激にさらされた個体の聴覚行動や聴覚神経回路の変化を検出できる実験系を構築し、どのような変化が起こるかを、細胞レベル、神経回路レベル、行動レベルで解明する。
また、これら２種類の時間スケールでの聴覚行動可塑性を制御する分子機構の解明も進める。本領域の他の研究班の研究から、転写因子を含む一連の遺伝子発現カスケードが記憶過程に重要であることがわかりつつある。これらの遺伝子産物が、聴覚記憶においても関与するのか、また関与するとしたらどのように関わるのかを解明し、その全体像を理解する。さらに、これまでオスの聴覚行動を集中的に解析してきたが、今後はメスの聴覚行動も解析対象として本研究課題に取り込むことを予定している。これにより、雌雄の聴覚行動可塑性における共通性や特殊性を明らかにし、システム全体の過疎的な制御様式の理解につなげる。
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