広報活動

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2013年5月17日

理化学研究所

魚が記憶に基づいて意思決定を行う時の脳の神経活動を可視化

-ゼブラフィッシュをモデルに人の意思決定のメカニズムを探る-

状況に応じた行動の選択

あなたは朝、会社に向かって車を走らせています。交差点で左折すると...渋滞の車の列です。あなたは過去の記憶をたどって、次の交差点で横道から渋滞を迂回するルートに変更することに決めました。このように過去にどのように行動して問題を解決していたかを記憶して、それを読み出し、状況に応じた行動のプログラムを選択し、意思を決定する機能を支えるのが「大脳皮質-基底核回路」という神経回路と考えられていますが、これまでこの神経回路内でどのような変化が起きているかは明らかになっていませんでした。

理研の研究チームは、小型熱帯魚のゼブラフィッシュを用いて、行動プログラムが意思決定の過程で読み出される様子を可視化することに挑戦しました。実験では、2つの部屋に分かれた水槽の中で、ゼブラフィッシュに赤色ランプを見せ、反対側の部屋に逃げなければ軽い電気ショックを与えるという試行を繰り返して、回避行動を学習させました。次に、脳の神経活動を蛍光強度の変化で計測する方法を使って、回避行動のプログラムを思い出しているときの神経活動を計測しました。その結果、ランプがつくと回避することを学習してから一日という長い時間が経過したときだけに、大脳皮質に相当する領域に神経活動が観察されました。つまり、長期的に記憶された回避行動のプログラムが読み出される過程の可視化に成功したことになります。さらに、この大脳皮質相当領域を壊すと回避行動を思い出せなくなりました。この実験によりこの領域の神経細胞が長期的な行動プログラムの記憶に関わり、これが読み出されて行動を選択していることが分かりました。

この成果によって、ヒトを含む動物の行動プログラムが、脳でどのように書き込まれ、保存され、読み出されて、意思決定されているか、を解明する研究が進むものと期待できます。

理化学研究所
脳科学総合研究センター 発生遺伝子制御研究チーム
チームリーダー 岡本 仁(おかもと ひとし)
研究員 青木 田鶴(あおき たづ)