交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明!
交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明! / Credit:Canva . 川勝康弘
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交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明! (2/2)

2023.12.04 Monday

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需要に合わせて脳細胞を増減させる

交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明!
交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明! / Credit:Canva . 川勝康弘

なぜミヤマシトド(Zonotrichia leucophrys gambelii)たちは、内で急速にニューロンを増減させられるのか?

答えを得るために研究者たちは、ミヤマシトドたちの繁殖期前後の脳を調べることにしました。

調査にあたってはまず、オスの歌能力にかかわる脳領域「HVC」の遺伝子に標識を行い、細胞の増減を視覚的に観測できるようにしました。

次にオスたちにホルモンを注射し、強制的に繁殖期に移行させる仕組みを構築しました。

そして繁殖期前後にあるオスたちの脳を摘出し、脳内でどのような変化が起きていたかを調査しました。

すると、繁殖期の終わりにさしかかると歌能力にかかわる脳領域「HVC」近くで幹細胞が分裂しはじめ、ニューロンに栄養などを与えてサポートを行うアストロサイトに成長しはじめていることが観察されました。

また標識された幹細胞たちはHVCだけでなく、記憶と学習に関与する脳領域「海馬」の間にも存在しており、新しいニューロンを作っていました。

これは繁殖期の前にあたる移動時期(渡りの時期)において、ナビゲーションに関与する脳の性能を増強させるためであると考えられています。

そのため研究者たちは、鳥たちはさまざまな時期に最も要求される能力に応じて、対応する脳領域を強化する戦略をとっているのだろうと述べています。

交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明!
交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明! / Credit:Canva . 川勝康弘

一方、繁殖期が終わる時期になると、歌能力に関わる脳領域「HVC」では余分なニューロンの死滅が起こり、またニューロンをサポートするために一緒に増殖したアストロサイトも死滅していきました。

ですがその後、HVCの外側にある幹細胞が再びアストロサイトに変化して、不足分を補って脳を繁殖期前の状態に戻していました。

多くの人は「わざわざ時期に応じて脳領域を強化するより、最初から大きな脳を維持していたほうがいいのでは?」と思うかもしれません。

しかし時期に応じて鳥たちに要求される能力は極めて膨大な種類に及んでおり、その全てに常に対応できる脳を持とうとすれば、必然的に脳の巨大化を起こしてしまいます。

脳の維持には莫大なエネルギーが必要であり、人間の場合は全体重の2%に過ぎない脳に、1日の摂取エネルギーの10~20%費やしています。

また巨大な脳は鳥たちの飛行能力に悪影響を与えます。

交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明!
交尾の時期に「脳の一部を2倍」に増量させる鳥たちの仕組みを解明! / Credit:Canva . 川勝康弘

そのため小さな鳥たちは常に巨大な脳を維持するよりも、必要な時期に必要とされる能力に関連した脳領域を増加させる能力を獲得したのだと考えられます。

(※似た例として、環境によって脳容積を増減させる現象は、魚などでも報告されています。)

サカナは「考えるときだけ脳を巨大化できる」と明らかに

ただ脳細胞を喪失することは、小鳥のオスたちにとって少なくない影響を及ぼしているようです。

これまでの研究によって、繁殖期を終えたオスがニューロンを失い始めると、歌う意欲も徐々に失われていくからです。

研究者たちは、これは一種のうつ症状に相当すると考えられており、オスたちがこの状態からどのようにして抜け出し、通常の状態に戻っていくのかを理解できれば、うつ病の治療に役立つと述べています。

人間の世界でも作詞、作曲、絵画、スポーツ、歌などの分野において、意欲を失い活動をやめてしまう人たちがいます。

歌に関する脳領域を増減させる鳥たちが、いかにしてその能力の獲得や喪失を調整しているか理解できれば、特定の能力にかかわる意欲を回復する薬を作るなど、意欲を失った人々を救う手立てになるかもしれません。

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