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2017 年度 実績報告書

自発的行動に起因する発声学習表現型の個性創発の神経分子基盤の解明

公募研究

研究領域多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
研究課題/領域番号 17H05932
研究機関北海道大学

研究代表者

和多 和宏  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70451408)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード自発的学習 / 発声学習 / 学習臨界期 / ソングバード / 神経活動依存性 / 発声パターン
研究実績の概要

Vocal learning is the key behavioral basis for the acquisition of spoken human language. However, few animal groups, and none of humans’ close relatives, are vocal learners. Therefore, without sufficient scientific examination, it is a commonly held belief that “age (intrinsic maturation)” is one of the crucial factors for the closure of the critical/sensitive period of vocal learning. Against this, our study using songbirds provides a new insight that self-motivated vocal practice acts as a non-genetic factor to regulate vocal learning plasticity during the critical period. We prevented zebra finches, a closed-ended learning species, from singing during the critical period of song learning by postural manipulation, which enabled to separate life-long vocal experience from the effects of age. The singing-prevented birds retained a juvenile-like ability to acquire a tutored song even at adulthood after being released to freely sing. Genome-wide gene expression network analysis revealed that vocal plasticity is tightly linked to the expression dynamics of singing activity-dependent genes, but not of age-dependent genes. The significant transcriptional changes of activity-dependent genes occurred in the vocal motor nucleus RA projection neurons, which play a role in regulation of song phonology.

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

当初に予定していた実験の結果をえて、現在解析を進めることができている。

今後の研究の推進方策

H30年度においては、ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤や・DNAメチル化酵素阻害剤の脳内ソングシステムへの局所投与により、エピジェネティクス動態の人工的な改変を誘導し、発声学習効率・学習戦略・学習臨界期間制御といった個体差が観察される発声行動表現型への影響を実験的に検証する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsion-Madison(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Wisconsion-Madison
  • [雑誌論文] Neurotensin and neurotensin receptor 1 mRNA expression in song-control regions changes during development in male zebra finches.2018

    • 著者名/発表者名
      Merullo DP, Asogwa CN, Sanchez-Valpuesta M, Hayase S, Pattnaik BR, Wada K, Riters LV.
    • 雑誌名

      Dev Neurobiol.

      巻: Accepted ページ: Accepted

    • DOI

      10.1002/dneu.22589.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sex Differences in Brain Thyroid Hormone Levels during Early Post-Hatching Development in Zebra Finch (Taeniopygia guttata)2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Shinji、Hayase Shin、Aoki Naoya、Takehara Akihiko、Ishigohoka Jun、Matsushima Toshiya、Wada Kazuhiro、Homma Koichi J.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 ページ: e0169643

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169643

  • [学会発表] 鳴禽類ソングバードの種特異的発声パターン生成の神経分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本進化学会 第19回東京大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 自発的行動に起因する発声学習表現型の個性創発の神経分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会(2017年度生命科学系学会合同年次大会)
    • 招待講演
  • [図書] Brain Evolution by Design: From Neural Origin to Cognitive Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeno S., Murakami Y., & Nomura T. 編著 Wada K, Chen C-C & Jarvis ED 担当
    • 総ページ数
      438
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-4431564676

URL: 

公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-28  

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