Research press release


Nature Communications

Animals: Orientation from birth

コウモリは、反響定位によって、物体からの距離と物体の表面形状を検出しているが、コウモリの聴覚皮質は、生まれながらにして反響定位の「配線」がなされているという見解を示した論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。この論文では、コウモリが、反響定位による周辺環境の探索を能動的に始める前に、反射遅延調節ニューロンという基本的な皮質の特徴が、すでに確立されていることが報告されている。

コウモリが空間定位と獲物の捕獲を行うには、反射遅延を用いた物体との距離の神経計算を習得しなければならない。しかし、能動的な空間知覚と相関する神経回路が経験依存的な可塑性を通じて確立されるのか、それとも生得機構によるものなのかがわからなかった。今回、C Vossたちは、採餌行動の異なる2種のコウモリにおいて、生後第1週の段階で、機能しうる回路が背側聴覚皮質にすでに組み込まれており、この回路によって、模擬パルスと模擬エコーの時間間隔に基づく距離計算ができることを明らかにした。つまり、こうした回路は、反響定位と飛翔が実際に始まる前に存在し、活性化しているのだ。Vossたちは、音波探知による距離測定を行うための皮質機構が生まれながらに備わっているため、能動的な反響定位行動と飛翔を初めて行う幼若期のコウモリの生存を高めているという見解を示している。


The bat auditory cortex is prewired for echolation - the process by which they detect distance from objects and surface texture - suggests a paper in Nature Communications this week. The work reports that basic cortical features, in the form of echo-delay-tuned neurons, are already established before bats actively explore their surroundings by echolation.

Neuronal computation of object distance using echo delay is a task that bats must master for spatial orientation and the capture of prey. It is unknown, however, whether neuronal correlates of active space perception are established though experience dependent plasticity or by innate mechanisms.Cornelia Voss and colleagues demonstrate in two bat species that differ in foraging behaviour that in the first postnatal week, the dorsal auditory cortex already contains functional circuits, which they show are capable of calculating distances from the temporal separation of simulated pulses and echos. This means that they are present and active before onset of echolation and flight, They suggest that this innate cortical mechanism for sonar ranging should enhance the survival of juvenile bats when they first engage in active echolation behaviour and flight.

The authors note however, that this work does not rule out plasticity and experience dependent changes in delay tuning during maturation - something that has been demonstrated in other mammals. It also doesn’t currently consider vocalisations in bats and whether feedback systems play a part, as they do in human infants.

doi: 10.1038/ncomms1782

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