Mechanisms of memory formation and generation of adaptive behavior

動物の行動は学習によって最適化される。このとき、どの神経細胞で生じたいかなる生理的な変化が感覚情報の意味づけを変えて従来とは異なる行動を出力するか、学習の機構の詳細は不明な点が多い。本研究はこれを分子レベルで明らかにすることを目的として、モデル生物の線虫C. エレガンスを用いて研究を進めている。線虫は遺伝学的研究手法が整備され、個々のニューロンや神経回路の活動を比較的容易にモニターできる利点がある。線虫は餌を得ていた塩濃度を好み、飢餓を経験した塩濃度を避ける学習行動を示す（塩濃度走性）。この学習に欠損を示す変異体の原因遺伝子の機能解析や神経活動の調節機構、行動の生成機構の解明に取り組んできた。2022年度は、塩刺激の情報処理を担うAIY介在神経の塩応答について新たな性質を見出し、その成果を論文として発表した（Mabardi et al., 2023）。具体的には、餌を経験した塩濃度に向かう行動において、AIY神経は、特に低塩濃度への走性に必要であった。また低塩濃度への走性に関係したAIY神経の塩応答は、個体が経験した塩刺激の履歴に応じて変化した。但し、これは刺激のパターンに依存し、塩濃度が緩やかに変化する刺激では経験に依存した応答の変化が観察された。一方、刺激として急な塩濃度変化を与えた場合には、AIY神経は過去の経験によらず一定の応答性を示した。また、AIY神経の塩応答は、ASER感覚神経のグルタミン酸性神経伝達に依存した。以上の結果から、AIY介在神経はASER神経が個体の移動に伴う自然な塩濃度変化を感知したときに塩刺激に対して可塑的な応答を示し、低い塩濃度への走性に寄与することが示唆された。前年度に続き、神経ペプチドの機能解析でも進展があった。FLP-2と呼ばれる神経ペプチドが過剰に生成されると飢餓に伴う学習が顕著に弱まることを見出し、これに関わる受容体を同定した。

動物の行動は学習によって最適化される。このとき、どの神経細胞で生じたいかなる生理的な変化が感覚情報の意味づけを変えて従来とは異なる行動を出力するか、学習の機構の詳細は不明な点が多い。本研究はこれを分子レベルで明らかにすることを目的として、モデル生物の線虫C. エレガンスを用いて研究を進めている。線虫は遺伝学的研究手法が整備され、個々のニューロンや神経回路の活動を比較的容易にモニターできる利点がある。線虫は餌を得ていた塩濃度を好み、飢餓を経験した塩濃度を避ける学習行動を示す（塩濃度走性）。この学習に欠損を示す変異体の原因遺伝子の機能解析や神経活動の調節機構、行動の生成機構の解明に取り組んできた。2022年度は、塩刺激の情報処理を担うAIY介在神経の塩応答について新たな性質を見出し、その成果を論文として発表した（Mabardi et al., 2023）。具体的には、餌を経験した塩濃度に向かう行動において、AIY神経は、特に低塩濃度への走性に必要であった。また低塩濃度への走性に関係したAIY神経の塩応答は、個体が経験した塩刺激の履歴に応じて変化した。但し、これは刺激のパターンに依存し、塩濃度が緩やかに変化する刺激では経験に依存した応答の変化が観察された。一方、刺激として急な塩濃度変化を与えた場合には、AIY神経は過去の経験によらず一定の応答性を示した。また、AIY神経の塩応答は、ASER感覚神経のグルタミン酸性神経伝達に依存した。以上の結果から、AIY介在神経はASER神経が個体の移動に伴う自然な塩濃度変化を感知したときに塩刺激に対して可塑的な応答を示し、低い塩濃度への走性に寄与することが示唆された。前年度に続き、神経ペプチドの機能解析でも進展があった。FLP-2と呼ばれる神経ペプチドが過剰に生成されると飢餓に伴う学習が顕著に弱まることを見出し、これに関わる受容体を同定した。