計画研究
1. ソングバードは、ヒトと同様に複雑な音声スキルを社会学習により獲得する。生後の発達期に社会的接触により誘導される遺伝子群の音声学習における機能を明らかにするために、レポーター解析およびトランスジェニックソングバードの行動解析を実施した。その結果、社会学習に関わる経験依存的な遺伝子発現制御のシグナル伝達経路を同定することに成功した。さらに社会的接触によるシグナル動態変化がどのようなタイミングで生じるか解析するために、昨年度に引き続き内視顕微鏡技術による細胞イメージング技術の改良に取り組んだ。その結果、社会学習に関係するシグナル動態変化をFRETにより計測できるだけはなく、他の波長の蛍光による同時イメージングも実施可能なマルチカラー細胞イメージング技術を確立した。2. ソングバードの音声学習は、大脳-基底核回路が中心的な役割を担っていることから、哺乳類の大脳-基底核回路と共通したメカニズムが働くと予想される。上記で開発した内視顕微鏡による細胞イメージングをよりヒトに近いマウスをモデル動物として、意思決定の回路シフト機構に適用する実験系の確立を行なった。H28年度は、オペラント学習課題実施中に内視顕微鏡による細胞イメージングを実施するために、自由行動下の個体での長時間安定した計測条件を検討した。その結果、単一細胞の精度でのFRETイメージングおよびCa2+イメージングの長時間計測に成功した。
1: 当初の計画以上に進展している
模倣による音声獲得を容易に観察できるソングバードで得られた知見をヒトの言語のような高度なスキル獲得の神経機構に繋げるためには、社会学習に重要な神経回路基盤、可塑性の分子基盤を明確にすることが重要である。発達期の社会的接触と相関のある遺伝子群の解析に関していくつかの新知見が得られたので論文投稿の準備をすすめる。社会学習や高次の認知行動課題に必要となる自由行動下でのマルチイメージング技術の開発も順調に推移しており、基底核だけではなく大脳皮質でも本技術によるイメージングに成功したことから、汎用性のあるイメージング技術として期待できる。以上により、当初の計画以上に進展していると判断した。
本計画研究の前半（平成26～28年度）で得られた成果については、論文の投稿準備をおこなう。マウスでのオペラント学習等における生体での細胞イメージング実験については、昨年度に引き続き、げっ歯類を用いた実験系で実績のある磯村班、藤山班に協力を仰ぎながら研究をすすめる。生体での細胞イメージングデータ解析に必要となるモーションコレクション、ROI検出等の画像解析プログラムについて、内視顕微鏡への最適化あるいは新規開発を行い、効率的かつ正確にイメージングデータの解析が進められるようにする。
すべて 2017 2016 その他
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 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)
Proceedings of the National Academy of Sciences
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Cell Reports
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http://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/
