広報活動

Print

2017年10月30日

理化学研究所

マウス用自動訓練装置の開発

-標準化された行動データの世界的な共有に向けて-

マウス用自動訓練装置の模式図

図 マウス用自動訓練装置の模式図
@ 2017 坪田 匡史(この図に関しては共同著作物ではありません)

神経細胞の活動と注意や意思決定などの認知機能との因果関係を調べることは、正常な認知機能や行動および病気のメカニズムを理解する上で重要です。こうした研究において、これまではマカクサルなどの霊長類が用いられていましたが、近年、遺伝子改変技術が充実しているマウスがモデル動物として注目を集めています。

しかし、マウスに対する認知課題の訓練には一般に数カ月を要します。何十匹もの個体を並行して訓練しようとすると、たくさんの人手を要します。また、訓練手法や得られたデータなどを、実験者間、研究室間で共有することが難しいという問題がありました。

今回、理研の研究チームは、マウスの行動訓練自動化のための実験装置を開発しました。この装置はマウスのホームケージとつながっていて、マウスは1日に2~3回、自発的に接続部を通って先端部に移動し、そこで訓練を行います(図参照)。正しい行動に応じて報酬が与えられ、学習が進行します。重要なのは、装置が完全に自動化されているため、実験者がその場にいなくても訓練ができることです。実際に、視覚弁別課題を12匹のマウスで並行して訓練したところ、8週間以内に8匹のマウスが微小な角度の違いを75%の正答率で弁別できるようになりました。また、装置を用いた行動制御下での神経細胞の活動を2光子顕微鏡で観察することにも成功し、一つの装置による行動および神経活動データ取得の標準化が可能であることが示されました。

今後、開発した自動訓練装置は実験者間や研究室間でのデータの共有を促進し、正常時および病理下での認知機能を支える神経基盤の理解に大きく貢献する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 行動・神経回路研究チーム
チームリーダー Andrea Benucci (アンドレア ベヌッチ)