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研究トピックス
2017/05/22 投稿

「意思決定」のための遺伝子を線虫から発見〜高等動物と共通した「情報の積分」による意思決定〜

大阪大学大学院理学研究科の谷本悠生特任研究員と木村幸太郎准教授らの共同研究チームは、線虫C. エレガンスが嫌いな匂いから遠ざかるために「意思決定」を行うこと、この意思決定のために特定の神経細胞が匂い濃度の情報の積分を計算して濃度情報を蓄積すること(図1)、さらにこの積分に関わる遺伝子がヒトにも存在する重要な遺伝子(L型電位依存性カルシウムチャネル)であることを発見しました。
これまで、意思決定の脳内メカニズムはサルやネズミを中心にして様々な研究が行われており、神経細胞が情報を蓄積して意思決定を行うことが明らかになっていますが、そのための遺伝子は明らかになっていませんでした。
今回、本研究グループにより、線虫がサルやネズミと類似した仕組みで意思決定を行っている可能性が発見されたことから、線虫の「意思決定遺伝子」に似た遺伝子がヒトの意思決定にも関与している可能性が明らかになりました。
本研究の成果は、日本時間2017年5月23日(火)16時に、英文生命科学誌「eLife」においてオンライン公開されます。(報道解禁設定はありません。)

図 1:
匂い忌避行動中の線虫C. エレガンスの微分的・積分的な神経活動。嫌いな匂いが作る勾配を模式的に表している。嫌いな匂いの方向へ向かって移動を始めると、嫌いな匂い濃度が上昇するという「好ましくない刺激変化」が生ずる事になる。この場合、特定の神経細胞が匂い濃度の微分によく似た神経活動を示し、C. エレガンスは連続した方向転換を素早く始める。この方向転換の際にたまたま正しい方向に進み始めると、嫌いな匂い濃度が減少するという「好ましい刺激変化」が生ずる事になる。この時、別の神経細胞が匂い濃度変化の積分によく似た神経活動を示し、この値が一定に達した時に、方向転換が抑えられ、その方向への直進に切り換わっていた。

本件に関する問い合わせ先

大阪大学 大学院理学研究科
准教授 木村幸太郎(きむら こうたろう)
TEL:06-6850-6706 FAX: 06-6850-6769
E-mail:kokimura@bio.sci.osaka-u.ac.jp