臨界期の神経メカニズム研究ユニット （杉山（矢崎） 陽子）

研究概要

  私達は生後発達の特定の時期‘臨界期’には自身の経験に依存して、自身の行動パターンを形成することができます。これは発達時期には感覚入力によって脳内の神経回路が積極的に形成、修飾されるためだと考えられ、この時期を臨界期といいます。歌を鳴くトリ、ソングバードは人間の言語発達同様、成長過程で聴いて覚えた親の歌を真似することによって自身の歌を形成します。私達の研究室では、このソングバードをモデルとして用いることにより、感覚－運動学習のである歌学習の神経メカニズム、またこの歌学習の臨界期の神経メカニズムの解明を試みます。特に以下の二つの主な疑問に答えるべく研究を行います。

• どのように‘聴いた’歌の記憶が‘鳴く’という運動パターンを作り出すのか。
• なぜ、臨界期を過ぎてから聴いた歌は学習できないのか？

  ソングバードの有名なモデルの一種であるキンカチョウは生後、聴いた親の歌を覚えます。それに少し遅れるように自身でも歌を歌うようになり、自身の唄う歌を聴き、覚えた親の歌に擦り合わせるようにして自身の歌を獲得し、生涯これを維持します。私達の研究室ではこのキンカチョウの聴覚経験や、その際の神経回路の活動を制御することにより、どのように聴覚経験が運動出力を制御しているのか調べます。

  最近の研究から、マウスの視覚系の仕事からよく知られるように、キンカチョウの歌学習の臨界期もGABA抑制性機構の発達によって制御されている可能性が示唆されてきました。つまり、普遍的な臨界期を制御する神経メカニズムがあることが考えられます。そこで私達の研究室では、特定の抑制性神経機構、その可塑性の発達をキンカチョウの歌学習に合わせてしらべることで、キンカチョウの聴覚経験に依存した運動学習が発達過程の中でどのように経時的に制御されているのか、その神経メカニズムに迫ります。

  これらの研究は行動学的、電気生理学的、解剖学的手法を用いて行います。さらには遺伝子組み換え動物の開発されていないトリにおいてウィルスベクターを用いた遺伝子組み換えを試みることで、イメージング、オプトジェネティクスといった新しい手法を取り入れることにも積極的に取り組んでいきます。