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6月19日 マウスは食べ物の安全性を他の個体に教えることができる(6月7日Science掲載論文)

2019年6月19日

おそらく人間の幼児の場合、好き嫌いはあっても、食べ物の安全性は習わないとわからないと思う。これは他の動物でも同じで、習わない場合は結局進化の過程で本能に備わった好き嫌いが、ある程度安全性を担保できるようになっているとおもう。実際、昆虫などは食性が極めて限定されている。

もちろん人間やサルに限らず、マウスのような動物でも他の動物の行動から食の安全性を習うと思われるが、食べ物の安全性を習うという行動を実際に実験するとなるとどのように調べればいいか、簡単ではない。今日紹介するジュネーブ大学からの論文は他の個体の行動からマウスが食の安全性を習う神経回路を調べた論文で6月7日号のScienceに掲載された。タイトルは「Social transmission of food safety depends on synaptic plasticity in the prefrontal cortex (社会的な食の安全性の伝達は前頭前皮質のシナプス可塑性に依存している)」だ。

この研究のハイライトは、食べ物の安全性が伝えられるプロセスを調べるための課題の設計に尽きる。この研究では同じ食べ物にクミンとタイムの匂いを染み込ませ、マウスに選ばせる実験系を用いている。それぞれの匂いに全く未経験の場合、マウスはすぐにタイムの匂いを選ぶようだ。ところがそこに、クミンの匂いを持つ食べ物になれたマウスを同居させると、初めてのマウスもクミン臭の食べ物を時間をかけて調べるようになる。よくまあこんな実験系を思いつくものだと感心する。

行動実験系が出来上がれば、あとは脳の反応を調べることになる。まず他の個体から学習した時に反応する神経を調べると、前頭前皮質で反応細胞が増えているのがわかる。そこで次にモティベーションに関わる側坐核への投射が機能しているか光遺伝学など様々な方法で調べ、側坐核へ投射する中型のスパインを多くもつ神経細胞(MSN)がクミン臭の食べ物の安全性を習うときに増えることを発見する。

全く初耳だったが、マウスはこのような状況では二硫化炭素を用いてコミュニケーションを行うらしく、実際マウスから習わなくとも、二硫化炭素を嗅がすと同じ回路のMSNが増加する。そして確かにこの匂いを感じる梨状皮質から側坐核へ神経投射している前頭前皮質の神経細胞へ神経投射があることを確認している。すなわち、習うときに二硫化炭素を感じて、それが前頭前皮質を介して側坐核を活性化する。

次に、こうして食の安全性を学習することが、梨状皮質、前頭前皮質、側坐核の回路の特性を変化させるか調べるため、行動実験時に光遺伝学で梨状皮質から前頭前皮質へ投射している神経を刺激すると、学習時の側坐核の神経興奮がさらに増強することを確認している。シナプスを化学的にブロックできるようにしたマウスをもちいて、この回路を特異的に遮断すると、学習が消失する。

以上の結果から、クミン臭になれたマウスは硫化炭素を介した、匂いのシグナルでマウスの前頭前野から側坐核への神経細胞を増加させて、食の安全性を伝え、また学習することが示された。

脳生理学的には特に驚くことはない話だが、マウスが食べ物の安全性をしっかり伝えており、またその行動を調べるための実験系が工夫されていることを知って、感動した。


  1. okazaki yoshihisa より:

    二硫化炭素が情報伝達物質。
    →タンパク分解でできたFartsの成分を使うんですね。

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