神経科学：類似の行動を行う動物個体間で保存されている神経動態

同種の動物は、体や環境に有利に適応した類似の行動を示す。こうした行動は、進化の時間スケールで、選択圧により種のレベルで形作られてきた。しかし、こうした共通の適応行動が、個体ごとに特異な神経回路からどのように生じるのかはまだよく分かっていない。神経回路の全体的な構成は、進化の過程で特異化した発生プログラムが共通しているため、個体を超えて保存されている。この回路レベルの構成が神経活動を拘束し、神経集団全体にわたる低次元の潜在的な動態を決めている可能性がある。これに基づき、本論文で我々は、種内で共有されている回路レベルの拘束が、個体間で適切に保存された潜在的な神経動態につながると提案する。我々は、サルとマウスの運動皮質から神経集団の活動を記録してそれらを解析し、類似の行動を行っている際の神経動態が、同種の個体間で驚くほどよく保存されていることを実証する。神経集団の動態は、動物が明らかな行動を伴わずに将来の動作を企図する際にも同様に保存されており、これにより、異なる個体間での企図動作や実行中の動作の解読が可能になる。また、この保存された神経動態は、皮質領域だけでなく進化的により古い構造とされる背側線条体にも及んでいることが見いだされた。さらに我々は、神経ネットワークモデルを用い、こうした保存に対して、行動の類似性は必要条件であっても十分条件ではないことを実証する。こうした創発的な動態は、脳発達の進化的拘束に由来するもので、行動の神経基盤の基本的性質を反映すると考えられる。

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