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おなかがすくと神経回路が変化する?

マックスプランク研究所は、ハエにおいて空腹が行動を変化させるだけでなく、神経回路を変化させることを発表した。この研究から、空腹は決断(decision making)に影響を与え、リスクの感度を変化させることが示唆された。

おなかがすくと機嫌が悪くなる。食事をちゃんと摂ることは機嫌だけでなくリスクを負う行動にも影響を与える。これは動物界に広く当てはまる現象だと考えられている。マックスプランク研究所において研究者らは、ショウジョウバエ Drosophilaにおいて、空腹は行動を変化させるだけでなく、脳における回路を変化させていることを示した。

動物の行動は、食事があるかどうかとか、食事の量は十分か、といったことに左右される。多くの研究から、動物が空腹の場合、リスクを負ってでも食べ物をとりにいくことが証明されている。この行動は、人間にも当てはまることが近年報告されている:ある研究によると、空腹な被験者はそうでない者より有意に金銭的なリスクをとるらしい。

さて、実験動物であるハエももちろん栄養状態に依存して行動を変化させる。彼らはごく低濃度の二酸化炭素を危険なシグナルとして感知することができ、逃げるために飛ぼうとする(実験室では二酸化炭素はハエの麻酔として使われる。)しかしながら、彼らの主なエサである腐った果物や植物もまた、二酸化炭素を出している。つまり、二酸化炭素を危険性のある物質と捉えるか、食べ物が周辺にあることを示唆する物質と捉えるか、脳は正反対の決断を常に下さなければならない。遺伝学に強いハエを用いて、行動だけでなく神経回路の変化が明らかとなった。

研究者らは、ハエを空腹なものと食べ物を十分与えられている群に分け、「二酸化炭素のみ」あるいは「二酸化炭素+食べ物の匂い」に晒した。この実験から、空腹なハエは二酸化炭素に対する忌避性が速やかに失われることが分かった。つまりハエにおいても、空腹時に食べ物を察知すると、リスクをとる傾向がある。では、このとき脳はどうなっているのか?

二酸化炭素を忌避する行動は本能行動であり、学習しなくても個体に備わっている。ところで、ハエの脳にある、キノコ体は学習や学習に関連した行動と関連しているとされてきた。しかし、研究者らが一時的にキノコ体の神経細胞を機能停止させると、空腹なハエは二酸化炭素に反応しなくなった。一方、満腹ハエでは、キノコ体の神経活動がない状態でも二酸化炭素を避け続けた。

さらなる研究によって、二酸化炭素の情報をキノコ体へと伝達する投射ニューロンが同定された。この神経細胞は空腹時にのみ忌避行動に重要で、空腹でないハエにとっては重要でないことがわかった。「エサを十分与えられたハエでは、キノコ体の外に存在する神経細胞を使うだけで二酸化炭素から逃げることができる。一方でおなかがすいたハエでは、キノコ体にある神経細胞が二酸化炭素の情報を伝達し、逃げることができる。キノコ体や投射ニューロンの活動がブロックされると、空腹なハエは二酸化炭素のことを心配しなくなってしまう」と本研究をリードした Ilona Grunwald-Kadowは説明する。

これらの実験の結果から、ショウジョウバエにおける二酸化炭素に対する本能行動は、ふたつの並列した神経回路によって制御されることがわかった。「おなかがすいているとき、ハエは【直通ルート】を使わず、バランスのとれた判断を下すために内外の情報を脳で処理するようになる、ということだろう」とGrunwald-Kadowはいう。「今後、どのように代謝過程や空腹が脳におけるプロセス機構に影響を与えるのかがわかれば面白い」

Publication: Lasse B. Bräcker, K.P. Siju, Nelia Varela, Yoshinori Aso, Mo Zhang, Irina Hein, Maria Luisa Vasconcelos, Ilona C. Grunwald Kadow, “Essential role of the mushroom body in context dependent CO2 avoidance in Drosophila,” Current Biology, 13 June 2013, DOI:10.1016/j.cub.2013.05.029

Source: Max Planck Institute


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by 5-gekkostate-3 | 2015-08-26 10:21 | 論文

chromecastが繋がらなくなった

chromecastはテレビの音が出るし、ちゃんとしたオーディオのない現在の環境では重宝しているのですが、(海外生活なので一式揃えるのに躊躇します)急につながらなくなりました。

1. コンピュータ、テレビ、chromecastの再起動

それでもダメなら

2. ルータの再起動

大抵これでうまくいきます。

それでもダメなら

3. ルータの設定を変える
これは幸いまだやるに至っていません。



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by 5-gekkostate-3 | 2015-08-25 10:39 | 一般

再投稿

さて。
サンディエゴに研究の拠点を移し、良いサイエンスをすべくいっそう精進する所存です。
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by 5-gekkostate-3 | 2015-08-20 06:01 | 研究

動物の社会性行動を研究中。実験の待ち時間に書きます。


by 5-gekkostate-3

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