広報活動

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2013年4月19日

理化学研究所

抱っこして歩くと赤ちゃんがリラックスする仕組みの一端を解明

-経験則を科学的に証明、子育ての新たな指針に-

ポイント

  • 抱っこして歩くと赤ちゃんの泣く量や心拍数が顕著に低下
  • 哺乳類の仔がおとなしくなり運ばれる「輸送反応」には触覚、固有感覚と小脳皮質が必要
  • 子は輸送反応により親の育児に協力

要旨

理化学研究所(理研、野依良治理事長)は、哺乳類の子どもが親に運ばれる際にリラックスする「輸送反応」の仕組みの一端を、ヒトとマウスを用いて科学的に証明しました。これは、理研脳科学総合研究センター(利根川進センター長)黒田親和性社会行動研究ユニットのジャンルカ エスポジート(Gianluca Esposito)国際特別研究員と吉田さちね研究員、黒田公美ユニットリーダーらと、精神疾患動態研究チーム、トレント大学、麻布大学、埼玉県立小児医療センター、国立精神・神経医療センター、順天堂大学による共同研究グループの成果です。

私たちは、母親が赤ちゃんを抱っこして歩くと泣き止んで眠りやすいことを、経験的に知っています。同様な行動はライオン、リスなどヒト以外の哺乳類にも見られ、母親が仔を口にくわえて運ぶと、仔は、丸くなって運ばれやすい姿勢をとります。これを「輸送反応」と呼んでいますが、これらの子どものおとなしくなる反応についてはあまり科学的な研究がされておらず、その意義や反応を示すときの神経メカニズムも不明でした。

共同研究グループは、まず生後6カ月以内のヒトの赤ちゃんとその母親12組の協力を得て、母親に赤ちゃんを腕に抱いた状態で約30秒ごとに「座る・立って歩く」という動作を繰り返してもらいました。その結果、母親が歩いている時は、座っている時に比べて赤ちゃんの泣く量が約10分の1に、自発的な動きが約5分の1に、心拍数が歩き始めて約3秒程度で顕著に低下することを見いだし、赤ちゃんがリラックスすることを科学的に証明しました。次に、母マウスが仔マウスを運ぶ動作を真似て、離乳前の仔マウスの首の後ろの皮膚をつまみあげると、ヒトの場合と同様に泣き止み、リラックスして自発的な動きと心拍数が低下し、体を丸めました。さらに、体を丸めて運ばれやすい姿勢をとるには運動や姿勢の制御を司る小脳皮質[1]が必要なこと、おとなしくなる反応には首の後ろの皮膚の触覚と、体が持ち上げられ運ばれているという感覚の両方が重要であることが分かりました。また、この仔マウスの「輸送反応」を阻害したところ、母親が仔マウスを運ぶのにかかる時間が増加することも分かりました。

今回の成果から、哺乳類の赤ちゃんはおとなしくなる「輸送反応」によって自分を運んでくれる親の子育てに協力しているといえます。またこのような研究は今後、科学的な知識に裏付けられた子育て方法のための新しい指針作りに役立つと期待できます。本研究成果は、米国の科学雑誌『Current Biology』(5月6日号)に掲載されるに先立ち、オンライン版(4月18日付け:日本時間4月19日)に掲載されます。

背景

哺乳類の赤ちゃんは未熟に生まれるため、親が毎日子育てをしなければ成長できません。そのため、親は子を守り、哺乳や保温といった「子育て行動」に必要な神経回路を備えています。一方、子どもも親を覚え、慕って後を追い、泣くことで意思を伝えるなど、さまざまな「愛着行動」を本能的に行っています。しかし、見た目に分かりやすく研究が容易な親の行動に比べ、子どもの行動はあまり研究されていません。 例えば、ヒトの場合、親が赤ちゃんを抱っこやおんぶして歩くと、赤ちゃんが泣き止み眠りやすいことを私たちは経験的に知っています。同様な親子の行動は、ネコ、ライオン、リスなどさまざまな哺乳類でも見られ、母親が仔を口にくわえて巣や安全な場所に運ぶときには、仔は運ばれやすいように丸くなる姿勢をとります(図1)。こうした行動を「輸送反応」と呼んでいますが、科学的な研究の対象として取り上げられるケースは少なく、その意義や神経メカニズムについてはあまりよく分かっていませんでした。

研究手法と成果

まず共同研究グループは、生後6カ月以内のヒトの赤ちゃんとその母親12組の協力を得て、母親に赤ちゃんを腕に抱いた状態で約30秒ごとに「座る・立って歩く」を繰り返してもらいました。この時の赤ちゃんの行動を映像で、生理的反応を心電図で記録しました。その結果、母親が歩いているときは座っている時に比べて、赤ちゃんの泣く量が約10分の1、と自発運動の量が約5分の1に低下し、心拍数は母親が歩き始めて約3秒程度で顕著に低下しました(図2)。これらの結果から、母親が赤ちゃんを抱きながら歩くと、赤ちゃんがリラックスすることを科学的に証明しました。

次に、この輸送反応を詳しく調べるため、同じ哺乳類のマウスを用いて解析しました。まず、母親がマウスの仔を運ぶ動作に真似て、離乳前の仔マウスの首の後ろの皮膚をつまみあげると、人間と同様に自発運動や心拍数が低下(図3上)しました。また、仔マウスには超音波で母親を呼ぶ習性がありますが、この超音波の発声も何もしない時に比べて、約10分の1に低下しました(図3下)。これらから、母親が子を運ぶときには、マウスでも人でも子が数秒程度で泣き止んで、おとなしくなり、リラックスすることが明らかになりました。

さらに、さまざま脳の機能障害を持つ遺伝子改変マウスを使って輸送反応のメカニズムを調べたところ、小脳皮質に異常のあるマウスでは、体を丸めて運ばれやすい姿勢をとるのが難しいことが分かりました(図4)。次に、リドカインで母親にくわえられている首後ろの皮膚の触覚を阻害したり、ピリドキシンで空中を運ばれている感覚を作る固有感覚[2]を阻害したりすると、そのどちらの場合も仔マウスのおとなしくなる時間が短くなりました(図5)。これらから、輸送反応中の姿勢制御には小脳皮質が、おとなしくなる反応には首後ろの皮膚の触覚と空中を運ばれる固有感覚の両方が、それぞれ重要であると分かりました。触覚と固有感覚が同時に刺激されると、瞬時に子の副交感神経[3]が興奮し、心拍数の低下した「リラックス状態」をもたらします。また、じっとしていない仔を母親が運ぶには、おとなしい仔に比べてより多くの時間が必要になることが分かりました(図6)。これらの結果から、仔が運ばれやすい格好でおとなしくするのは自分を運んでくれる母マウスに協力するためであると考えられます。なぜなら、もし運ばれているときに暴れて大きな鳴き声を出すと、危険が迫っている時でも母マウスが仔を助けようとする行動を妨害してしまい、結果的に仔自身の生存が危なくなるからです。

今後の期待

哺乳類にとって親子関係は最も重要な社会関係です。この親子関係を維持するため、子どもも愛着行動によって親に協力していると考えられます。輸送反応は、最も原始的な愛着行動の1つとして、ネコやネズミ、ヒトなどのさまざまな哺乳類で保存されていると推論できます。これは、親子関係が一方的なものではなく、双方の協力によって成り立つ相互作用であることを実証するものです。

本研究では、これまで主に経験的に行われていた、抱いてなだめる育児の手法とそれに対する子どもの反応について科学的な根拠を示しました。子どもが泣き止まないことは親にとって大きなストレスになります。子どもがどういう刺激で泣き止んだり、泣き始めたりしやすいのかを客観的に知ることができると、親の育児ストレスを軽減させることにもつながります。

またモデルマウスを用いて、輸送反応に必要な神経機構の一端を明らかにしました。今後、一部の脳機能障害などの理由で適切な輸送反応がうまく起きない場合に、どのような神経回路の問題が考えられるのかについて、手がかりが得られると期待できます。

原論文情報

  • Gianluca Esposito*, Sachine Yoshida*, Ryuko Ohnishi, Yousuke Tsuneoka, Maria del Carmen Rostagno, Susumu Yokota, Shota Okabe, Kazusaku Kamiya, Mikio Hoshino, Masaki Shimizu, Paola Venuti, Takefumi Kikusui, Tadafumi Kato and Kumi O. Kuroda. "Infant calming responses during maternal carrying in humans and mice". Current Biology, 2013.doi:10.1016/j.cub.2013.03.041

    *These authors contributed equally.

発表者

理化学研究所
脳科学総合研究センター 黒田ユニット
ユニットリーダー 黒田 公美 (くろだ くみ)

お問い合わせ先

脳科学総合研究センター 脳科学研究推進室
Tel: 048-467-9757 / Fax: 048-462-4914

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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産業利用に関するお問い合わせ

理化学研究所 社会知創成事業 連携推進部
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補足説明

  1. 小脳皮質
    小脳皮質は、小脳核とともに小脳を形成し、精密な運動や姿勢の制御に重要な役割を果たす。
  2. 固有感覚
    筋肉、腱、関節の伸び具合などの知覚で、四肢の状態を把握するために必要な感覚。自分の体が動いているという感覚は、固有感覚、平衡覚(前庭感覚)、視覚の3つの知覚情報の統合によって作られている。
  3. 副交感神経
    自律神経の1つで、交感神経と拮抗して内臓などを制御する。交感神経がストレスの多い状況に身体を適応させるように働くのに対し、副交感神経は心拍数の低下、睡眠など主としてリラックス状態を作る。

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いろいろな哺乳動物における、母親の仔運び行動とその時の仔の輸送反応の写真

図1 いろいろな哺乳動物における、母親の仔運び行動とその時の仔の輸送反応

左上から時計回りに、リス(左上)、レッサーパンダ(右上)、キツネザル(右下)、ライオン(左下)。これらの動物の仔は、共通して運ばれるときにおとなしくなり、母親が運びやすいようにコンパクトな姿勢をとる。

母親が「座って抱っこ(Holding)」から「抱っこして歩く(Carrying)」の前後における、赤ちゃんの行動と心拍の変化のグラフ

図2 母親が「座って抱っこ(Holding)」から「抱っこして歩く(Carrying)」の前後における、赤ちゃんの行動と心拍の変化

母親がX軸の0の時点で「座って抱っこ」(青)から「抱っこして歩く」(赤)に行動を切り替えると、数秒以内で赤ちゃんの動きが少なくなり、泣き止み、また心拍間隔が増加し(心拍が遅くなる)、リラックスしていることが分かった。

仔マウスをつまんだだけ(Holding)の状態からつまんで持ち上げる(Carrying)時の、仔マウスの心拍間隔の変化と仔マウスの超音波発声の回数のグラフ

図3 仔マウスをつまんだだけ(Holding)の状態からつまんで持ち上げる(Carrying)時の、仔マウスの心拍間隔の変化と仔マウスの超音波発声の回数

つまんだだけ(青)の時に比べて、グラフのX=0の時点で仔マウスを持ち上げる(赤)と、1秒以内に心拍間隔が顕著に増加し(心拍が遅くなる)、仔マウスの超音波発声回数も少なくなる。

対照マウスと小脳皮質異常マウスの写真

図4 小脳皮質が輸送反応時の姿勢制御に果たす役割

小脳皮質に異常があるマウスでは、つまんで持ち上げられた時にコンパクトな姿勢をとりにくくなる。

仔マウスがおとなしくなる反応に必要な知覚入力のグラフ

図5 仔マウスがおとなしくなる反応に必要な知覚入力

左:リドカインで仔マウスの首の後ろの皮膚を局所麻酔すると、じっとしている時間が短くなった。

右:ピリドキシン投与で仔マウスの固有感覚を阻害すると、じっとしている時間が短くなった。

これらの結果から、輸送反応時に仔マウスがおとなしくなるには、首の後ろの皮膚をつままれているという感覚と固有感覚が必要であることが分かる。

仔マウスの固有感覚をピリドキシンで阻害した時の母マウスが仔マウスを救出するのに要した時間

図6 仔マウスの固有感覚をピリドキシンで阻害した時の母マウスが仔マウスを救出するのに要した時間

ピリドキシン投与で、固有感覚を阻害した仔マウスと、阻害していない仔マウスをプラスチックカップ(左図、点線)の中に入れ、母親が仔マウスをカップの中から救出するのに要した時間を測定、比較した(右図)。その結果、ピリドキシンを投与した仔マウスは、輸送反応を示さず母親が助けようとしている間も暴れ、救出により時間がかかった。このことから、仔の輸送反応は母親の子育てを助けていることが分かる。

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