Research press release


Nature Communications

Neuroscience: Brain size goes independent

マウスのさまざまな脳領域の大きさは、それぞれが他の領域に依存することなく、独自に調節されており、体の大きさとも無関係に調節されていることがわかった。この新知見は、個々の脳領域の自由な進化が、発生上の制約によって妨げられているのかどうかという論争に一石を投じている。この結果を報告する論文が、今週、Nature Communicationsに掲載される。

哺乳類全体で、脳の発生が類似した経路によって調節されていることが知られており、このことは、それぞれの脳領域の比率に関するマスタープランが存在していることを示唆している。ところが、さまざまな脳領域の大きさに種間のばらつきがあることを示す証拠が存在している。今回、R Hagerたちは、10,000匹以上の近交系マウスに関する遺伝的解析を15年間にわたって行った。その結果、7つの脳領域の大きさを調節する遺伝的座位を同定した。そのうちの一つは、2つの脳領域を調節していたが、それ以外は、同定された座位によって、1つの脳領域のみが調節されていた。また、Hagerたちは、脳全体の大きさに影響する3つの座位の組合せを同定した。以上の新知見は、脳の小進化が脳の総容積とは切り離されている可能性を示唆している。さらに、Hagerたちは、体の大きさに影響するが脳の大きさに影響しない遺伝的座位についても報告しており、脳全体の大きさと体の大きさとの相関が非常に低いことを明らかにした。


The size of different brain areas in mice are regulated independently of each other, and independently of body size, reports a study published in Nature Communications this week. These findings add to the debate over whether developmental constraints prevent individual parts of the brain to freely evolve.

Similar pathways are known to control the development of the entire mammalian brain, suggesting a master plan for the proportions of the brain. However, evidence exists for variations in the size of different brain regions. To resolve the apparent discrepancy, Reinmar Hager and colleagues carry out a 15-year genetic analysis involving over 10,000 inbred mice. They identify genetic loci responsible for regulating the sizes of seven different brain regions. Except for one locus which modulates two regions, each identified locus only controls one brain region. They also observe a distinct set of three loci which influence overall brain size, together implying that microevolution of the brain could be uncoupled from total brain volume. Finally, they report genetic loci affecting body size but not brain size, and show a very low correlation between overall brain size and body size.

While the genetic loci reported in this work represent an important addition to brain evolution theories, the genes within the loci remain to be identified and functionally characterized. Due to the use of artificial mice strains, it is also yet to be tested whether these conclusions can be extrapolated to human populations.

doi: 10.1038/ncomms2086

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