魚類の恐怖条件付け学習の神経回路を発見
2018-04-25 総合研究大学院,国立遺伝学研究所 初期発生研究部門・川上研究室
Identification of a neuronal population in the telencephalon essential for fear conditioning in zebrafish
Pradeep Lal, Hideyuki Tanabe, Maximiliano L. Suster, Akira Muto, Mari Itoh, Miki Iwasaki, Hironori Wada, Emre Yaksi, Koichi Kawakami
BMC Biology Published: 25 April 2018 DOI:10.1186/s12915-018-0502-y
恐怖を感じるような危険な出来事をその予兆(刺激)と関連付けること(恐怖条件付け学習)は、動物が危険を回避し、生存するためにとても大事なことです。哺乳動物では、脳の構造のひとつである扁桃体がこの学習に重要な役割を果たしています。けれども、より原始的な魚類の脳で恐怖条件付け学習に重要な神経回路はわかっていませんでした。
総合研究大学院大学院生(当時)のPradeep Lal博士と情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 川上浩一教授らの研究グループは、モデル生物のゼブラフィッシュにおいて特定の脳神経細胞を可視化したり、操作したりする技術の開発に成功してきました。今回、これらの技術を駆使して、終脳(4)のDmとよばれる領域の特定の神経細胞が恐怖条件付け学習に重要であることを突き止めました。すなわち、この神経細胞が哺乳動物の扁桃体と同じ役割を果たしているのです。
本成果は、恐怖条件付け学習に必須な脳神経回路の構造や進化を明らかにしていく手掛かりになります。また恐怖や不安が関わる疾病やPTSDなどの原因解明や治療の基盤になることが期待されます。
本研究は、情報・システム研究機構国立遺伝学研究所 川上浩一教授と総合研究大学院(総研大)大学院生(当時)のPradeep Lal博士らの研究グループによっておこなわれました。
本研究は文部科学省科学研究補助金JP15H02370とJP16H01651の支援を受けておこなわれました。
本研究成果は、英国電子ジャーナルBMC Biologyに平成30年4月25日午前2時(グリニッジ標準時)に掲載されました。
図:ゼブラフィッシュの恐怖条件付け学習に重要な神経回路を発見
ゼブラフィッシュの恐怖条件付け学習。ゼブラフィッシュが2つの区画をもつプラスチックボックス中にはいっている。 LED点灯後10秒に電気ショックを与える(1日目)。これを1日10回行い、5日間連続して繰り返した。5日目には、 LEDが点灯するとゼブラフィッシュは別の区画に逃亡する。
恐怖条件付けに不可欠な神経細胞の3D画像。透明なゼブラフィッシュ脳を作製し、ライトシート顕微鏡による解析を行った。
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