北海道大学 大学院 生命科学院

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小鳥の歌学習,日齢ではなく発声練習量が重要

北海道大学大学院理学研究院の和多和宏准教授らの研究グループは,小鳥の音声発声学習(歌学習)に適した時期(学習臨界期)が,発声練習の経験量によって制御されていることを明らかにしました。

ヒトの言語や小鳥の歌は,親など他個体の発声パターンをまねることで後天的に獲得され,これを発声学習といいます。発声学習には,学習が効率よく進む時期,すなわち学習臨界期(感受性期)があることが知られています。しかし,脳内で発声学習の臨界期が終了するメカニズムは殆どわかっていませんでした。

小鳥の一種(鳴禽類めいきんるいスズメ亜目)のキンカチョウは,孵化後30~90 日の約2 カ月の間(学習臨界期)に1 日数百回以上の発声練習を繰り返すことにより自分の歌を完成させ,完成した歌はその後一生涯維持されます。今回の研究ではこの学習臨界期が単に生まれてからの日数(日齢)で決まるのか,それとも発声練習行動の積み重ねにより制御されているのかを調べるため,学習臨界期中の自発的な発声練習を阻害する実験を行いました。その結果,発声練習を阻害した鳥は本来であれば学習ができなくなっているはずの成鳥になっても,幼鳥のような未熟な歌を出し,さらにその時点からでも発声学習ができることが明らかになりました。

次に研究グループは,この発声経験による学習能力の変化が脳内でどのような分子メカニズムで制御されているのかを調べました。脳内で読みだされている遺伝子群を次世代シークエンスにより全ゲノムレベルで調べた結果,脳内の発声学習に関わる神経回路において,発声練習時にだけ読みだされ,発声練習の積み重ねにより読みだされにくくなっていく遺伝子の一群を発見しました。今回の結果は,発声練習行動がこれらの遺伝子の呼び出し調節を介して,学習臨界期を制御している可能性を示しています。

なお,本研究成果は,アメリカ東部時間2018 年9 月12 日(水)公開のPLoS Biology に掲載されました。

(研究論文)

論文名 Vocal practice regulates singing activity–dependent genes underlying age-independentvocal learning in songbirds(小鳥は,発声練習によって誘導される神経活動依存的遺伝子群を制御することで日齢に関係なく発声学習を進める)
著者名 早瀬 晋1,WANG Hongdi1,大串恵理1,小林雅比古1,森 千紘1,堀田悠人1,峯田克彦2,LIU Wan-chun3, 和多和宏4(1 北海道大学大学院生命科学院,2 アブドラ国王科学技術大学,3 コルゲート大学,4 北海道大学大学院理学研究院)
雑誌名 PLoS Biology(生物学全般に関する学術誌)
DOI 10.1371/journal.pbio.2006537
公表日 米国東部時間2018 年9 月12 日(水)(オンライン公開)

2018/9/21 プレスリリース ダウンロード

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