計画研究
これまでに私たちは、ショウジョウバエが示す、聴覚に依存した行動可塑性を実験モデルとして研究を進めてきた。昨年度までに、聴覚情報処理を担う脳内の神経細胞群を体系的に同定し、単一細胞レベルでの神経回路地図を完成させた。また、長期間、同種の求愛歌と同じリズムを持つ人工音を聞かせることにより、オス、メス共に求愛歌への応答行動がより選択的になる、という現象を、世界で初めて発見した。そこで当該年度ではこの現象をさらに掘り下げ、このような経験に応じた歌選択性を作り出す神経メカニズムの解明に挑んだ。歌学習のメカニズム解明が進んでいるゼブラフィンチを用いた研究結果を参考にして、脳内のGABA産生を抑制したところ、正常な歌学習が起こらなくなることが判明した。よって、ショウジョウバエにおいても、同種の歌を聞き分けて反応できるようになる、という学習には、GABAが必要であることが示された。次にGABAの標的となるニューロンの同定を行なった。ショウジョウバエの配偶行動を制御するコマンド様ニューロンとされるpC1ニューロンは、GABAの受容体のサブタイプであるGABAA受容体を発現することが報告されている。そこで、RNAiの強制発現法によりpC1ニューロンでのGABAA受容体の発現を抑制したところ、正常な歌学習が起こらなくなることが判明した。以上の結果により、ショウジョウバエの歌学習は、歌を聴く、という経験がGABAを介してpC1ニューロンのGABAA受容体に作用することで確立することが示された。以上の結果により、ハエが示す歌学習を制御する神経機構が、鳴禽の持つ神経機構と類似していることが示され、歌学習や、それを複雑化した現象だと考えられている言語学習ののメカニズム解明のためにハエをモデルとする、という新たな研究戦略が創設できた。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)
eLife
巻: 7 ページ: e34348
10.7554/eLife.34348
The Journal of Neuroscience
巻: in press ページ: in press
10.1523/JNEUROSCI.3644-17.2018
Frontiers in Neural Circuits
巻: 11 ページ: 46
10.3389/fncir.2017.00046
http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20180320_sci_1.pdf
http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/files/topics/180417_Kamikouchi.pdf
