逃 ！ 令 出 脳 神経回路 世界 初 発見
－動物行動 組 理解 応用 期待－
概要
古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻 研究グル 小田洋一教授 根木大輔 後脳 節構造 並ぶ 形 似 い ロン 相 ロン 構
神経回路 初 明 私 後脳 延髄 脊髄 軸索
伸 歩行 泳 動 コン ロ ル 考え い 網様体脊髄路 ロン群 後脳 節構造 従 並 い 歩行や 泳 関わ 脊髄
回路 中枢パタ ン発生器 知 い 出力 送 脳 ロン回路 謎 今回研究グル サ 逃避 引 起 ウ M 細胞 後脳 節構造 並び 互い形 似 い 相 網様体脊髄路
ロン群間 結合 調 逃避行動 相 網様体脊髄路 ロン群
役割 明 ウ 細胞 相 ロン 時 電極 刺
電位 手 調 M細胞 節間相 ロン 形態学的特徴 反映 結合 見出 M細胞 活動 後脳背側 相 ロン
側 抑制性 反対側 興奮性 左右非対称 信 与え 腹側 相 ロン群 両側 発火 伴う左右対称 強力 興奮性信 送 い 背側相
ロン 左右非対称 信 逃避 最初 屈曲 腹側相 ロン 左右対称 信 逃避後 泳 関わ いう 節構造 機能 チ 明
ン
○ ン ョ後脳 節構造 並ぶ相 ロン 互い 形態学的特徴 似 い
○逃避行動 引 起 M細胞 送 信 相 ロン 間 良 似 い
○結合様式 第 ～第 節 繰 返 い
○背側相 ロン群 腹側相 ロン群 M細胞 結合様式 異 逃避 動 い 異 機能 担 い 示唆
○後脳 節構造 並ぶ形態学的 似 い ロン 形態 働 似 い 可能性 あ 相 ロン 士 特定 機能 発揮 機能単位 構
う
背景
胚発生 過程 脳 前脳 中脳 後脳 発生 進
節化 特 後脳 前後 ～ 節 各 節 Hox遺伝子
個性化 網様体脊髄路 ロン 固有 ロン 生
原始的 ウ グ 広範 魚類 魚 網様体脊
髄路 ロン 後脳 節構造 従 整然 並 い ン ョ ラ 大部 網様体脊髄路 ロン 一 一 識別可能 あ 隣
合う 節 形 似 形態学的相 ロン 在 明
い 節構造 形 似 ロン 繰 返 在 機能
的意義 長い間わ い 網様体脊髄路 ロン 動物 行動
制御 ロン 知 い 動物行動 観点 網様体脊髄路
ロン 脳 う 回路 形 動出力 送 い 全 わ い
研究 容
本研究 体長約 ンチ ン ョ 用い 逃避行動 引 起 M細胞 タ 後脳第 ～第 節 繰 返 相 網様体脊髄路 ロン群
結合 明 ン ョ 最近 ル脊椎動物 注目 い
ラ 網様体脊髄路 ロン 持 い 比較的大 い
局所回路 破壊 複数 ロン 時 電極 刺入 記録 可 能 M細胞 第 ～第 節 在 相 網様体脊髄路 ロン 時 ラ 微小電極 刺入 一方 電流 流 発火 方 応答 記録 結 合 定
結果 M 細胞 背側 在 発生 早い網様体脊髄路 ロン M細 胞 側 抑制性 入力 反対側 興奮性 入力 あ 対 発生 遅い腹側網様体脊髄路 ロン 両側 発火 伴う強力 興奮性入力 記
録 入力 第 節 第 節 細胞 形態学的特徴 相
関 あ 入力 繰 返 い 注目 網様体脊髄路 ロン う M細胞 結合 一 M細胞 網様体脊髄路 ロン間 結合 M細
胞 一方向性 あ 明 M細胞 働 網
様体脊髄路 ロン 有無 言わ い結合様式 解釈
結合 実際 逃避行動 う 役割 果 推測 ン
ョ 逃避行動 時間経過 比較 ン ョ逃避行動 最初 C 型 大
屈曲 後 推進力 発揮 刺激 遠
M細胞 背側 MiD細胞 左右非対称 効果 逃避行動 対応 腹側MiV細胞 長期間 効果 続い い 明
後脳 早 生 背側 在 MiD細胞 遅 生 腹側 在 MiV細胞 逃避 動 異 役割 担 い 示唆
果 意義
動物 歩行や 泳 関わ 神経回路 魚類 哺乳類 脊髄
調 い 脊髄 令 出 脳 神経回路 わ
本研究 初 明 最 ン ル 脊椎動物 あ サ
用い 本研究 結果 サ 々 含 あ ゆ 脊椎動物
行動 生 出 脳 神経回路 原型 期待
網様体脊髄路 ロン 全 脊椎動物 在 哺乳類や鳥類
脊椎動物 ロン 数 多 個々 細胞 識別 ン
ョ 用い 実験系 一 一 細胞 固有 前 持 識別 逃 避行動 ル 動 関わ 後脳 節構造 展開 機能単位 細胞構
明 後脳背側 ロン 逃避 屈曲 腹側 ロン
泳 関わ 節 繰 返 相 ロン 似 機能 発揮 機能 チ 形 いう考え 提唱 高等哺乳類 大脳皮質 繰 返 構造 あ コラ 構造 通 脳 働 一般原理
用語説明
ウ (M)細胞 サ 後脳 左右一対 在 逃避 引 起 ロン
網様体脊髄路 ロン 中脳 後脳 脊髄 直接軸索 伸 動物 動 制御
考え い ロン
相 ロン 発生時期や形態 似 い ロン
節構造 前後軸方向 繰 返 現 区 持 構造
MiD細胞 後脳 背側(Dorsal) 在 網様体脊髄路 ロン MiV細胞 後脳 腹側(Ventral) 在 網様体脊髄路 ロン
機能単位 機能 チ 特定 機能 発揮 働 ロン 一群
コラ 構造 大脳皮質 表面 垂直 並ぶ 似 性質 情報 扱う細胞 並ぶ 柱状 構 造単位
論文
Functional motifs composed of morphologically homologous neurons repeated in the hindbrain segments.
後脳 節構造 繰 返 形態学的相 ロン 機能 チ
掲載誌 The Journal of Neuroscience 2014, 34:3291-3302.
M細胞 背側網様体脊髄路 ロン 結合 左 腹側網様体脊髄路
ロン 結合 右 ＋ 興奮性 結合 － 抑制性 結合
