2020 Fiscal Year Annual Research Report
Common processes between imitation and empathy: how reward system reinforces mirror neuron system?
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20H00105
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡ノ谷 一夫 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (30211121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池渕 万季 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (20398994)
橘 亮輔 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (50610929)
柳原 真 東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任助教 (60392156)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ミラーニューロン / ドパミン / 基底核 / 聴覚 / 発声 / 共感 / 超音波発声 / 帯状回 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
模倣についての研究では以下の実績を得た。小鳥の運動前野HVCに歌のミラーニューロンが存在することが知られてきた。このHVCニューロンは大脳基底核Area Xに投射し、Area Xは中脳ドパミン神経からも入力を受ける。このことから、Area XはHVCのミラーニューロンと中脳ドパミン細胞からそれぞれ模倣と報酬に関する信号を受ける可能性がある。しかし、Area Xに歌のミラーニューロンが存在するか否か不明である。これを電気生理学的実験によって検証するために神経活動計測装置を新たに導入し、以下の知見を得た。①ジュウシマツのArea Xにおいて発声関連活動を示すニューロンを見出した。②Area Xニューロンは覚醒下では聴覚応答を示さなかったが、麻酔下で自己の歌に対して聴覚応答を示した。これらより、Area Xに歌のミラーニューロンが存在することが示唆された。
神経活動によってArc遺伝子の発現が誘導されるが、そのmRNAの細胞内局在の時間差を用いて、歌の聴取・発声の両条件で神経活動が亢進したかどうかを検証できる。これにより、HVCだけでなくArea Xにも歌のミラーニューロンが存在することを見出した。さらに、TH免疫染色とArcのin situ hybridizationにより、Area Xのミラーニューロンがドパミン細胞から投射を受けることを示唆する予備的知見を得た。
共感についての研究では以下の実績を得た。ラットが快情動に対応する超音波発声に対して接近し、心拍数を増やすこと、不快情動に対応する超音波発声に対して不動反応を示し、心拍変動が少ないこと、また、扁桃体における遺伝子発現が見られることを発見した。またブンチョウの快・不快音声はそれぞれカテゴリーをなし、片方のカテゴリーで順化すると、他のカテゴリーで脱順化することを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
鳥のミラーニューロンの生理学的計測と解剖学的探索から、Area Xに歌のミラーニューロンが存在することを示唆する知見を得た。さらに、Area Xのミラーニューロンがドパミン細胞から神経投射を受けることを示唆する解剖学的証拠も得た。また、ラットの情動発声についての自律神経系・脳活動の知見も順調に蓄積している。従って、本研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
鳥を対象とした研究では、引き続きミラーニューロンの生理学的計測と解剖学的探索を進める。生理学的計測により同一ニューロンが歌の聴取・発声時に活動の亢進を示すかどうかを検討するとともに、中脳ドパミン細胞とミラーニューロンの解剖学的接続の定量化も試みる。また、ファイバー光計測を用いた神経活動計測の準備を進める。ラットを対象とした研究では、これまでの知見に加えて、援助行動を指標としたデータを集積する。
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