歌学習発達に伴う聴覚記憶神経回路の高次機能適応センサス

生後の発達期、「臨界期」には生得的に（遺伝的にプログラムされて）形成される神経回路に加え、外界から受ける刺激に対応し、神経回路が形成・修飾され、これに対応する様々な機能が発達する。臨界期は感覚（Sensory）、運動（Motor）、高次機能（Cognitive function）と、それぞれの機能が順に系統立って発達するように形成されており、初期の感覚神経の発達は、その後の運動、高次機能の発達を左右する。
歌を学習するトリ、ソングバードは、幼少期に親の歌を聴いて覚え（感覚学習期）、続いてこれを模倣することで歌を学習する（感覚運動学習期）。本研究ではソングバードの一種であるキンカチョウの歌学習をモデルとして用い、発達初期の聴覚経験により形成される親の歌の記憶に関わる高次聴覚野の神経回路（"歌記憶責任回路”）が、どの様にその後に発達する運動機能、高次機能を司る神経回路と繋がり、様々な機能を獲得・司るための神経回路と適応していくのか明らかにする。「歌記憶責任回路」を構成する神経細胞群と、その投射先の領域の神経細胞群を単一核RNA-seqにより遺伝子発現プロファイリングを行い、この神経回路が発達を追って歌学習、求愛行動といった高次機能に関わる他の神経回路との接続に関わる遺伝子群を同定することで、歌記憶責任回路がどのように変化・適応し、他の運動回路や高次機能回路と連携しながら様々な機能を獲得するのか、その分子基盤を明らかにする研究を行う。本研究の成果は高次機能障害といった疾患の病態生理学の理解へも貢献が期待できる。

文献

• Katic K et al. (2022) Neural Circuit for Social Authentication in Song Learning. Nat Commun: in press
• Kudo T et al (2020) Early Auditory Experience Modifies Neuronal Firing Properties in the Zebra Finch Auditory Cortex. Frontiers in Neural Circuits 14: 63, doi: 10.3389/fncir.2020.570174
• Araki M et al. (2016) Mind the Gap: Neural Coding of Species Identity in Birdsong Prosody. Science 354: 1282-1287
• Yanagihara S and Yazaki-Sugiyama Y (2016) Auditory experience dependent cortical circuit shaping for memory formation in bird song learning. Nat Commun doi: 10.1038/NCOMMS11946