Caltech、ハエの威嚇を支える脳の仕組みを研究、翅と脚への信号を特定

Caltechが、キイロショウジョウバエの威嚇時に翅と脚を制御する脳の仕組みを調べた。研究論文は10月15日、学術誌Current Biologyに掲載された。

威嚇の動きを支える神経細胞を特定

研究を主導したのは、Caltechの大学院生Shuo Caoだ。同大学によると、雄は通常、別の雄と対面したときに威嚇する。短い突進や、翅をV字に上げる動き、相手への旋回などを組み合わせる。翅を前方へ動かす速さは、人の目では捉えられないという。

この行動の制御に関わるのが、AIPと呼ぶ神経細胞群だ。Caltechは2018年にその役割を報告した。脳の左右それぞれに5～7個しかないという。

同大学によると、AIPを実験で活性化すると、相手がいなくても威嚇する。一方、働きを抑えると威嚇しなくなるが、攻撃する能力は残る。威嚇と攻撃では、AIPの働きを抑えた際の影響が異なる。

かんたんに言うと、動きの指示を分担する仕組み

今回使ったのは、雄の脳内の全細胞のつながりを示す「コネクトーム」という地図だ。たとえるなら、細胞同士を結ぶ連絡網をたどり、動きの指示がどこへ届くかを調べる作業である。

Caltechによると、AIPから信号を受け取る主要な神経細胞を4個特定した。そのうち2個は、脳から神経索へ信号を送る。神経索は体の運動を制御する仕組みだ。この2個を同時に活性化すると、威嚇特有の翅の動きが生じたという。

残る2個は、他の神経細胞につながる介在ニューロンだ。一方を活性化すると歩き続け、他方では静止した。同時に活性化すると、威嚇特有の断続的な突進が生じたという。進む指示と止まる指示の組み合わせとして考えると、動きの分担をイメージしやすい。

また、威嚇時の翅を制御する細胞は、飛行時の制御を担う細胞とは異なるという。一方、旋回や突進には、普段の歩行などを担う細胞の一部が使われるとしている。

日本では

日本との関わりは発表には書かれていない。

まとめ

今回の研究は、威嚇をひとまとまりの行動として見るだけでなく、翅と脚への指示に分けて調べたものだ。Caltechは、AIPから信号を受け取る細胞をたどり、それぞれの働きを示したとしている。

Caoは今後、相手の姿やフェロモンの匂いが威嚇を引き起こす仕組みを調べる予定だ。他のショウジョウバエ種との比較も、今後の研究候補に挙げられている。