感覚の交差点—マウスの母性行動が示す社会的信号処理の仕組み
もし、食事の香りがわからず、ディナーベルの音も聞こえなかったら? それは夢のような状況かもしれません。しかし、もしそれが現実だったら?私たちは世界を体験し、人と関わる際に、すべての感覚を使っています」と、コールド・スプリング・ハーバー研究所(Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL)のスティーブン・シェイ博士(Stephen Shea, PhD)は語ります。「これは人間だけでなく動物にも当てはまります」。しかし、自閉症などの発達障害では、脳が入ってくる情報を適切に処理できず、会話やデートなどの社会的なやり取りを円滑に行うための手がかりを解釈することが困難になる場合があります。
こうした信号が脳内でどのように統合され、相互に影響を与えているのかは、まだ完全には解明されていません。そこで、シェイ博士と大学院生のアレクサンドラ・ノーラン(Alexandra Nowlan)は、マウスの「子育て行動(pup retrieval)」において、嗅覚と聴覚がどのように相互作用するのかを追跡しました。
この行動は母親だけでなく、代理の養育者(継母やベビーシッターのような存在)**も学習できるものです。
嗅覚と聴覚の統合—脳内の感覚処理ネットワーク
「子育て行動(pup retrieval)は、母親や養育者にとって最も重要な行動の一つです。この行動には、子どもの匂いを嗅ぐことと鳴き声を聞くことが必要です。これらの感覚が重要であるならば、それらが脳のどこかで統合される可能性があります。」と、シェイ博士は説明します。
研究チームが特に注目したのは、「基底扁桃体(basal amygdala, BA)」と呼ばれる脳の領域です。
マウスとヒトの両方において、基底扁桃体は社会的および感情的な信号の学習と処理に関与しています。研究の結果、子育て行動の際に、基底扁桃体のニューロンが嗅覚信号を脳の聴覚中枢である「聴覚皮質(auditory cortex, AC)」に伝達することが判明しました。
ここで、嗅覚と聴覚の情報が統合され、将来の音に対する反応が変化します。例えば、子どもが鳴き声を上げたとき、それに対する母親の反応が強化されるのです。
さらに驚くべきことに、研究チームが母マウスの嗅覚信号を遮断すると、子育て行動がほぼ完全に機能しなくなったのです。
社会的信号の統合と自閉症との関連
「私たちの研究では、聴覚皮質(AC)に届く情報が、基底扁桃体(BA)の社会・感情信号を通じてフィルタリングされている可能性があります」と、シェイ博士は説明します。「このプロセスは、自閉症や神経変性疾患において障害される可能性があります」。
この発見は、脳のさまざまな領域が子育て行動に関与し、その制御が非常に精巧であることを示しています。また、社会的な手がかりの処理がどのように行われるのかを理解する上で重要な知見を提供しています。
今後の研究と人間への応用
シェイ博士の研究チームは現在、これらの脳領域がどのように相互作用し、つながっているのかをさらに詳しく調査しています。彼らの研究は、自閉症スペクトラム症(ASD)などの発達障害において、社会的手がかりの解釈が困難になるメカニズムの理解につながる可能性があります。
しかし、これは始まりに過ぎません。
「私たちが発見した神経回路は、感情的なプロセスが知覚と直接相互作用する可能性を示唆しています。」と、シェイ博士は述べています。「この発見は非常にエキサイティングです」。
この研究は、「私たちの感覚はどのようにして、他者とのつながりや世界の体験を形成するのか?」という、人類が長年問い続けてきた問題に対する答えの一端を示しているのかもしれません。
本研究成果は、2024年12月3日にCurrent Biology誌に掲載されました。論文タイトルは、「Multisensory Integration of Social Signals by a Pathway from the Basal Amygdala to the Auditory Cortex in Maternal Mice」(母マウスにおける基底扁桃体から聴覚皮質への経路による社会的信号の多感覚統合)」です。


