攻撃相手をロックオンする脳神経回路の同定 -仮想現実空間でアバター同士が闘争するシステムの構築-

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2026-04-16 理化学研究所

理化学研究所の研究チームは、ゼブラフィッシュを用いて社会的闘争行動を制御する脳神経回路を解明した。独自に開発した仮想現実(VR)システムにより、アバターを介して2匹の魚を相互作用させながら、光学イメージングで神経活動をリアルタイム観察することに成功した。その結果、背側手綱核から脚間核へ至る神経回路が、相手を両眼視野に捉えて攻撃する「ロックオン」行動に重要であることを発見した。この回路が機能しない個体では攻撃能力が低下し、闘争に不利となることも確認された。本成果は、社会的相互作用の神経基盤理解を進展させるとともに、自閉症など社会性障害のメカニズム解明や治療研究への応用が期待される。

攻撃相手をロックオンする脳神経回路の同定 -仮想現実空間でアバター同士が闘争するシステムの構築-
2匹のゼブラフィッシュ間の社会的相互作用のための仮想現実システム

<関連情報>

仮想的な社会的相互作用により、背側手綱核-IPN経路が相手を標的にするために不可欠であることが明らかになった Virtual social interaction reveals that the dorsal habenula-IPN pathway is essential for targeting the opponent

Tanvir Islam ∙ Makio Torigoe ∙ Yuki Tanimoto ∙ Ming-Yi Chou ∙ Hitoshi Okamoto
iScience  Published:April 2, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.115566

Highlights

  • A VR system for adult zebrafish is designed to investigate dyadic fish-fight.
  • A novel method of electrical stimulation enhances antagonistic fish interaction.
  • Transgenic fish with silenced dHbL-d/iIPN pathway show reduced use of binocular vision.
  • The dHbL-d/iIPN pathway is important for forming binocular vision and target-directed posture.

Summary

Conspecific social interaction is among the most important brain functions to be investigated. We designed a virtual reality (VR) system that enables real-time teleportation of head-fixed adult zebrafish movements onto their 3D avatars. To facilitate dyadic fight-like behavior in the VR space, we devised a task in which avoidance of periodic mild electric stimulation is achieved by attacking the opponent, and a transient electric shock acts as negative feedback for bite-like events. Moreover, a transgenic fish with an impaired dorsolateral habenula-to-interpeduncular nucleus pathway, known as a winner’s circuit in social conflict, showed reduced ability in placing the opponent in the field of binocular view and attacking the opponent, while also showing increased use of the left eye. These indicate the importance of the winner’s circuit in correctly aligning the body axis for capturing the opponent. The proposed VR system can be effective in investigating how brain encodes various social interactions.

細胞遺伝子工学
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