Research on Neural and Genetic Bases of Behavioral Individuality and Species-Specific Behaviors

「行動パターンの個性・種特異性」をつくる学習発達の神経分子メカニズムの研究 

　What kinds of inputs, and at what timing, promote learning?

　What changes in gene expression occur in the brain during this process?

　Why are animals able to acquire species-specific behaviors?

　どのような刺激をいつ入力すると学習が進むのか？

　そのときに脳内ではどのような遺伝子発現変化が起こっているのか？
　なぜ種特異的な行動を学習できるのか？

　We propose that, through the interaction between inborn genetic constraints and experiences during development, each individual animal acquires and refines its own unique “behaviour”—that is, a behavioral phenotype reflecting both species-specific and individual characteristics.

　動物は、生得的な制約（拘束）のもとに学習を成立させ、行動を生成します。

生まれもった制約と発達過程の経験のなかで、動物個体は、"自分らしい行動”、つまり「種特異的・個体特性を示す行動表現型」を獲得・発達しているのではないだろうか、と考えています。

   例えて言うならば.....

   動物は単純に「真っ新な白紙」で生まれてくるというよりも、個々に「素材が違う白紙」、つまり白紙の和紙もあれば、白い油絵キャンバスのような「異なった素材の白紙」をもって生まれてくる。これをもとに、そこにどのような絵を描くか、描きやすいかは、生まれ育った環境によってさらに個々で違ってくる。

  故に、和紙に油絵具で、逆に油絵キャンバスに墨汁で、何かを描こうとしても上手くは描けない。何をどのように描くかということには自由があるが、その対象物に触れる「経験」が必要です。また、和紙・キャンバスにはそれぞれに適した描き方があるでしょう。

  「和紙・キャンバスといった素材」の違いは、遺伝（ゲノム）的にどのように規定されているのか？、「描くモデル」対象をどのように決めるのか？、「描く」という行動経験をどのように積んでいるのか？こういったことを 動物行動学的に、神経生物学的に理解していきたいと考えています。

　A biological and behavioral model well suited for this purpose is song learning in songbirds.

　そのために適している生物モデル・行動モデルが、歌鳥(鳴禽類 Songbirds)の歌発声学習行動です。

 　Vocal learning is essential for forming individual-to-individual communication, such as human speech and birdsong. Vocal learning behavior is shaped by both innate factors (genetics) and experience (environment), giving rise to individual and species differences.

 　However, how these processes are controlled by neural circuits and genes in the brain, how they develop, and how they have evolved remain largely unknown. Our laboratory aims to address these questions across multiple levels, from behavior and neural circuits to neurons, synapses, genes, and genomic DNA.

『発声学習 (vocal learning)』は、ヒトの言語や小鳥の歌といった個体間コミュニケーション形成に重要です。『発声学習行動』は『生まれ（遺伝）と育ち（環境）』の両方の影響を受けて個体差・種差を形成します。

しかし、それらが脳内の神経回路・遺伝子によって、どのように制御されているのか？、どのように発達し？、進化してきたのか？まだ、ほとんど理解されていません。これらの問題を行動・神経回路・神経細胞・シナプス・遺伝子・ゲノムＤＮＡレベルで理解することを、当研究室では目指しています。

　We investigate when and how genetic (genomic) factors interact with external and internal environmental influences, and what role self-generated vocalizations, as a form of self-motivated behavior, play in this process.

　Through the study of learning behavior, we aim to understand, from a life-science perspective, the developmental mechanisms by which individuals become “themselves.”

　行動パターンの学習には、遺伝（ゲノム）と環境（外的・内的）がどのタイミングで、どのように相互作用しているか？そして、動物自らが生成する発声という自発的行動そのものが、どのような役割を担っているのか？「学習行動」を通して、『個体が、その個体らしく』なっていく発達・メカニズムを生命科学的に理解したい、と考え研究を行っています。

 （イントロダクション 参照; 一般向け解説）

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