神経科学：コウイカの皮膚のパターン形成の制御と発生の解明

カムフラージュする頭足類ほど、知覚の状態の客観的な読み出しを可能にする動物はほとんど存在しない。頭足類の皮膚の表示システムには膨大な数の色素細胞（色素胞）が含まれ、それぞれの色素胞はそれらを放射状に取り囲む筋肉によって拡大・収縮され、これらの筋肉は運動ニューロンによって制御されている。こうした色素胞の個々の拡大状態を追跡することができれば、対象個体の知覚の状態をリアルタイムで定量的に記述でき、それを代理指標として神経の状態さえも記述できる可能性がある。今回我々は、行動中の動物個体で計算手法および解析手法を用いてこれを達成し、数万個もの色素胞の状態を、単一細胞の分解能で数週間にわたり毎秒60フレームで定量化した。その結果、色素胞の運動制御には統計的階層性が存在することが推察され、パターン動態の基盤となる低次元構造が明らかになるとともに、皮膚パターンの発生を支配する法則が見いだされた。今回の手法は、複雑な知覚行動の客観的な記述を可能にし、神経系の機能、動態、形態形成の基盤となる組織化の原理を解明するための強力な手段となる。

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