ニワトリ雛鳥の大脳視覚連合野における注意の表現

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640677
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松島 俊也 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (40190459)
• キーワード: 鳥 / 脳 / 心 / 進化 / 認知 / 記憶 / 予期 / 基底核

研究概要

早成性鳥類は、孵化直後から高い認知に基づく行動を示す。この特性を利用して、記憶形成と行動制御、特に鳥における「注意と意識」の問題について一連の実験的検討を加えた。個体レベルの行動学的解析・局所脳破壊実験・脳スライス標本を用いた神経生理学的解析などに加え、課題遂行中の覚醒自由行動下における大脳単一ニューロン活動の解析を総合的に行うことにより、以下の知見を得た。注意は単一の事象ではなく、脳の様々な領域に特異的に分散表現されている。
(1)基底核:記憶に基づく予期の細胞表現とその機能
遅延時間を繰り込んだ報酬強化色弁別学習課題を、孵化後1-2週齢の雛鳥に学習させた。基底核の尾側部に限局した両側性破壊によって、雛鳥は衝動的選択を示すようになった。報酬の時間的な近さ(temporal proximity)に基づく行動選択のみが阻害され、報酬の有無および量に関する行動選択は正常だった。基底核ニューロンにおいて将来の大きな利益の存在を告知されている限り、動物は目前の小さな利益を求める行動を抑え得て、結果として長期的利益を最大化することができる。
(2)扁桃体・前頭前野相同領域:連合の想起と聴覚性運動の細胞表現
単一ニューロン解析によって、弁別記憶の細胞表現と共に、音に関する一時的作業記憶と考えられる活動を見出した。
(3)海馬:空間記憶形成への選択的関与
海馬の局所破壊が、色弁別課題を阻害せず、空間記憶形成のみを選択的に障害することを見出した。
(4)小脳:ニューロステロイドのノン・ジェノミックな作用
小脳プルキニエ細胞のホールセル記録により、プロジェステロンが顆粒細胞における興奮性伝達を亢進することを示した。

研究成果

• [文献書誌] Yanagihara, S., Izawa, E.-I., Koga, K., Matsushima, T.: "Reward-related neuronal activities in basal ganglia of domestic chicks"NeuroReport. 12. 1431-1435 (2001)
• [文献書誌] Izawa, E.-I., Yanagihara, S., Atsumi, T., Matsushima, T.: "The role of basal ganglia on reinforcement learning and imprinting in domestic chicks"NeuroReport. 12. 1743-1747 (2001)
• [文献書誌] Matsushima, T., Izawa, E.-I., Yanagihara, S.: "D1-dependent synaptic potentiation in the basal ganglia of quail chick"NeuroReport. 12. 2831-2837 (2001)
• [文献書誌] Hayashi, I., Ono, Y., Matsushima, T.: "Visual cues for suppressing the isolation-induced distress calls in newly hatched quail chicks"Zoological Science. 18. 1065-1071 (2001)
• [文献書誌] 伊澤栄一, 柳原真, 松島俊也: "技術ノート:可動式ワイヤー電極による単一ニューロン活動の記録法"比較生理生化学. 18. 113-118 (2001)
• [文献書誌] 松島俊也: "鳥:もう一つの知性"解剖学雑誌. 76. 239-242 (2001)
• [文献書誌] Ono, Y., Hayashi, I., Matsushima, T.: "Visual memory of shapes in quail chicks : discrimination among 2-dimensional objects"Zoological Science. 19. 719-725 (2002)
• [文献書誌] Mori, M., Matsushima, T.: "Post-hatch development of dendritic arborization in cerebellar Purkinje neurons of quail chicks : a Morphometric study"Neuroscience Letters. 329. 73-76 (2002)
• [文献書誌] Izawa, E.-I., Zachar G., Aoki N.Koga, K., Matsushima, T: "Lesions of the ventro-medial basal ganglia impair reinforcement learning while sparing the recall of memorized color discrimination in domestic chicks"Behavioral Brain Research. 136. 405-414 (2002)
• [文献書誌] Izawa, E-I., Zachar G., Yanagihara, S., Matsushima, T.: "Localized lesion of caudal part of lobus parolfactorius caused impulsive choice in the domestic chick : evolutionarily conserved function of ventral striatum"Journal of Neuroscience. (in press). (2003)
• [文献書誌] Matsushima, T., Izawa E.-I., Aoki, N., Yanagihara.S.: "The mind through chick eyes : memory, cognition and anticipation"Zoological Science. (in press). (2003)
• [文献書誌] Aoki N., Izawa, E.-I., Yanagihara, S., Matsushima, T.: "Neural correlates of memorized associations and cued movements in archistriatum of the domestic chick"European Journal of Neuroscience. (in press). (2003)