勝者の神経回路と敗者の神経回路:勝つか負けるかは自分の脳の中で決まる

   

脳の中には、闘争に勝ちやすくなる神経回路と闘争に負けやすくなる神経回路が存在することを、理研の研究グループが発見し、2016年4月1日にサイエンス誌で発表しました。「戦い続けるための神経回路」と、「降参するための神経回路」のどちらが強く働くかによって、その雄の勝ち負けが決まる可能性があるとのことです。勝敗を決めるのは相手ではなく自分の脳なのかもしれません。

通常、2匹の雄は互いに挑発しあったり噛み付き合ったりして、延々と闘争を繰り広げます。

典型的なオスのゼブラフィッシュによる闘い / The typical sequence of a male zebrafish fight

やがて勝敗が決すると、勝者は自由に泳ぎまわりますが、敗者は勝者を刺激しないように底でおとなしくじっとしています。

闘い後の野生型ゼブラフィッシュの敗者の行動 / Normal behavior of losing wildtype zebrafish 10 minutes after a fight

今回の研究では、勝者の脳では下の図でHb(背側)領域からDTA領域へ向かう回路が活発に活動し、敗者の脳ではMR領域へ向かう神経回路が活発に活動するという差があることが見いだされました。

20160401RIKEN_A_ExperimentalSetup手綱核(Hb、赤が外側背側手綱核、緑が内側背側手綱核、青が腹側手綱核)、脚間核(IPN、赤が背側脚間核dINP、緑が腹側脚間核vIPN)、背側被蓋野(DTA)、正中縫線核(MR)、背側縫線核(DR) (理研プレスリリースより)

下の写真は脳の活動性を調べた実際の実験データ。「勝者」の脳ではDTAの領域の神経活動が活発な様子がわかります。一方、「敗者」の脳ではIPN(腹側部)領域およびMR領域の活動が強まっています。

winner-loser-circuits(理研プレスリリースより)

今回見出された”勝者の回路”(戦い続けるための神経回路)の働きを実験的に抑えられた雄は負けやすくなりました(下の図の赤い棒グラフ)。逆に、”敗者の回路”(降参するための神経回路)の働きを実験的に抑えられた雄は勝つ可能性が上がりました(下の図の緑色の棒グラフ)。

20160401RIKEN_manipulation(理研プレスリリースより)

下の動画は、「降参するための神経回路」の働きを実験的に抑制した雄が負けたときの行動。勝敗はついているにも関わらず、敗者の行動(=底でじっとおとなしくしていること)をとろうとしません。敗者のほうが闘争に敗れたときの適応的な行動が取らないために、勝者は執拗に攻撃を続けてしまっています。

闘い後の遺伝子改変ゼブラフィッシュの敗者の行動 / Abnormal behavior of transgenic loser zebrafish 10 minutes after a fight

逃げるか、戦うか?の決断は、動物の生存にとって非常に重要です。今回の研究は魚を使って行われましたが、発見された神経回路は魚からヒトまで共通性があるので、人間社会における闘争でも決着が付く際には同様の神経回路が働いている可能性があります。

参考

  1. Social conflict resolution regulated by two dorsal habenular subregions in zebrafish (Chou et al., Science  01 Apr 2016:Vol. 352, Issue 6281, pp. 87-90 DOI: 10.1126/science.aac9508)
  2. 動物の争いでいつ降参するかを決める神経回路-手綱核-脚間核神経回路が争いの優劣を決めるメカニズムに関与- (プレスリリース 理化学研究所 2016年4月1日)
  3. 動物の争いでいつ降参するかを決める神経回路 -手綱核-脚間核神経回路が争いの優劣を決めるメカニズムに関与- (60秒でわかるプレスリリース 理化学研究所 2016年4月1日)
  4. Fights Are Won And Lost In The Brain (science 2.0 March 31st 2016 02:02 PM)
  5. Winning is really all about mind over matter (Business Standard, April 1, 2016)
  6. Want to be a winner? It really is mind over matter: Study discovers the brain circuits that decide whether fights are won or lost (Daily Mail, by Russ Swan 18:00 GMT, 31 March 2016)
  7. Brain over brawn: Winning a battle really is all in the mind – if you are a fish (International BUsiness Times. By Hannah Osborne March 31, 2016 19:00 BST)
  8. 理研、動物同士の争いで”逃走か、闘争か”を決めている神経回路を発見 (マイナビニュース 周藤瞳美 2016/04/01):”理化学研究所(理研)は4月1日、動物が争う際、いつ降参するかを決めるのに重要な役割を果たす脳内の神経回路を発見したと発表した。同成果は、理研 脳科学総合研究センター発生遺伝子制御研究チーム 岡本仁チームリーダーらの研究チームによるもので、4月1日付けの米科学誌「Science」に掲載される。”
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