鳥類音声模倣学習を可能にする内分泌脳内サージの発生時期特異的作用機構の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: 共創的コミュニケーションのための言語進化学
• 研究課題/領域番号: 20H05012
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 本間 光一 帝京大学, 薬学部, 教授 (90251438)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 鳥類 / 音声模倣学習 / 刷り込み / 甲状腺ホルモン / ニワトリ / cognitive flexibility

研究実績の概要

＜研究背景＞言語機能を含む高次認知機能の獲得には、生後間もない幼少期から大人に至る様々な経験が影響を及ぼすと考えられている。鳥類は、哺乳類と同様に認知能力の柔軟性Cognitive flexibilityの獲得を可能にする発達した終脳を持つ。 ニワトリなどの離巣性鳥類は、孵化後間もなく刷り込み学習を行うと、血中甲状腺ホルモンの急速な脳内流入が起こる。その結果、刷り込み臨界期が開き、刷り込み学習の習得が可能となる。
＜研究成果＞孵化前後の内因性の脳内甲状腺ホルモンの上昇と、刷り込み学習に伴うホルモン上昇によってニワトリヒナが刷り込み学習を習得すると、Reversal learningやTask switchingといった認知能力の柔軟性Cognitive flexibilityができることが示された。そして認知能力の柔軟性の獲得には、鳥類の前頭連合野と言われるNdc領域が必要であった。ヒナを孵化後暗所に数日間置き、社会的な環境剥奪状態に置くと認知能力の柔軟性は失われるが、甲状腺ホルモンを脳内投与すると認知能力の柔軟性は回復することが示された。
＜結論＞認知能力の柔軟性は、甲状腺ホルモンを介した生後の最初経験（刷り込み）によって獲得しうる。これまで高度な認知能力の柔軟性の獲得には、生後の多くの経験が必要であると考えられてきたが、生後のわずかな学習経験で獲得可能であることが示唆される。鳥類の認知能力の柔軟性の知見が、ヒトを含む高等哺乳類の認知能力の柔軟性獲得の研究に応用できる可能性も考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Gene expression profiles of the muscarinic acetylcholine receptors in brain regions relating to filial imprinting of newly-hatched domestic chicks (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Chihiro、Aoki Naoya、Fujita Toshiyuki、Yamaguchi Shinji、Matsushima Toshiya、Homma Koichi J.
  • 雑誌名: Behavioural Brain Research 巻: 420 ページ: 113708～113708
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subtype-selective contribution of muscarinic acetylcholine receptors for filial imprinting in newly-hatched domestic chicks (2022)
  • 著者名/発表者名: Aoki Naoya、Mori Chihiro、Fujita Toshiyuki、Serizawa Shouta、Yamaguchi Shinji、Matsushima Toshiya、Homma Koichi J.
  • 雑誌名: Behavioural Brain Research 巻: 424 ページ: 113789～113789
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2022.113789
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppressive Modulation of the Chick Forebrain Network for Imprinting by Thyroid Hormone: An in Vitro Study (2022)
  • 著者名/発表者名: Saheki Yuriko、Aoki Naoya、Homma Koichi J.、Matsushima Toshiya
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fphys.2022.881947
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chick Hippocampal Formation Displays Subdivision- and Layer-Selective Expression Patterns of Serotonin Receptor Subfamily Genes (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujita Toshiyuki、Aoki Naoya、Mori Chihiro、Fujita Eiko、Matsushima Toshiya、Homma Koichi J.、Yamaguchi Shinji
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fphys.2022.882633
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Imprintability of Newly Hatched Domestic Chicks on an Artificial Object: A Novel High Time-Resolution Apparatus Based on a Running Disc (2022)
  • 著者名/発表者名: Aoki Naoya、Mori Chihiro、Fujita Toshiyuki、Serizawa Shouta、Yamaguchi Shinji、Matsushima Toshiya、Homma Koichi J.
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fphys.2022.822638
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serotonergic Neurons in the Chick Brainstem Express Various Serotonin Receptor Subfamily Genes (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujita Toshiyuki、Aoki Naoya、Mori Chihiro、Fujita Eiko、Matsushima Toshiya、Homma Koichi J.、Yamaguchi Shinji
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 12 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fphys.2021.815997
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] “Subtype-selective role of muscarinic acetylcholine receptors for memory formation of imprinting in newly-hatched domestic chicks” (2021)
  • 著者名/発表者名: Koichi J. Homma
  • 学会等名: FAOBMB 2021, 16th Congress of the Federation of Asian and Oceanian Biochemists and Molecular Biologists
  • 国際学会
• [学会発表] “Gene expression profiles of the muscarinic acetylcholine receptors in brain of newly-hatched domestic chicks” (2021)
  • 著者名/発表者名: 森千紘, 青木直哉, 藤田俊之, 山口真二, 本間光一
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会・CJK第1回国際会議
• [学会発表] “ムスカリン性アセチルコリン受容体M2, M5はニワトリの刷り込みにおける記憶形成に関わる” (2021)
  • 著者名/発表者名: 青木直哉, 森千紘, 藤田俊之, 山口真二, 本間光一
  • 学会等名: 第44回日本神経科学大会
• [学会発表] “円盤型トレーニング装置を用いた刷り込み行動解析” (2021)
  • 著者名/発表者名: 青木直哉, 森千紘, 藤田俊之, 山口真二, 本間光一
  • 学会等名: 第92回日本動物学会
• [備考] Researchmap本間光一
  • URL: https://researchmap.jp/hommakj/
• [備考] 帝京大学薬学部ホームページ
  • URL: http://www.pharm.teikyo-u.ac.jp/
• [備考] 帝京大学教員情報
  • URL: https://www.e-campus.gr.jp/staffinfo/public/staff/detail/450/1