研究者情報

和多 和宏

准教授

Kazuhiro Wada

脳と行動と遺伝子がいかにして個性をつくるのか

生物科学部門 行動神経生物学分野

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研究テーマ

動物の学習行動が、脳内の神経回路・遺伝子と生後の環境によって、どのように制御され、どのように発達し、進化してきたのか?これらの問題を神経科学・動物行動学的に理解することを、目指しています。

研究分野分子神経科学, 神経行動学, 行動遺伝学, 進化行動学
キーワード発声学習, 学習臨界期, 遺伝子発現, エピジェネティクス, 神経活動, 言語, ソングバード, 行動進化, 種特異的行動, 生まれと育ち(遺伝と環境), 転写因子, DNAメチル化, 学習発達

研究紹介

ヒトの言語を含めた多くの『発声学習行動』は『生まれ(遺伝)と育ち(環境)』の両方の影響を受けて個体差・種差を形成します。遺伝と環境とがどのタイミングで、どのように相互作用しているか?そして、動物自らが生成する発声という自発的行動そのものが、どのような役割を演じているのか?「発声行動学習」を通して、『個の確立』がいかになされるのか生命科学的に理解することを目指し、研究を行っています。その研究戦略として、鳴禽類ソングバードを動物モデルとして音声発声学習(さえずり学習)、及びその学習臨界期の研究を進めています。

<現在取り組んでいる主要な研究対象>  

(1) 発声学習と学習臨界期制御に関わる神経分子メカニズムの解明: 感覚運動学習とその学習臨界期制御を 神経活動依存的なエピジェネティクス制御の観点から理解する

(2) 発声行動パターン進化・個体差生成の神経分子基盤の解明: 動物種特異的な発声行動パターンはどのようにして生成され、 進化してきたのか?そのゲノム分子基盤を探る

(3) 動物モデルを用いた発話コミュニケーション障害への応用研究: ヒトの言語コミュニケーション障害(特に吃音と聴覚障害)の動物モデルから考える「生まれと育ち」

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鳴禽類zebra finch(キンカチョウ)の歌学習
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発声学習臨界期中で歌練習によって発現誘導される遺伝子
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遺伝子発現の共発現性を観る蛍光in-situ hybridization法
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発声経験蓄積によって歌神経核RA特異的な神経細胞樹状突起の変化
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アデノ随伴ウイルスを用いたソングバード脳内の投射神経細胞特異的な遺伝子発現操作
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鳴禽類ソングバード種間での種特異的な歌パターン

代表的な研究業績

Vocal practice regulates singing activity-dependent genes underlyingage-independent vocal learning in songbirds. Hayase S, Wang H, Ohgushi E, Kobayashi M, Mori C, Horita H, Mineta K, Liu WC, Wada K. PLoS Biology 16:e2006537. 2018
Audition-Independent Vocal Crystallization Associated with Intrinsic Developmental Gene Expression Dynamics. Mori C, Wada K. Journal of Neuroscience 35:878-889. 2015
Singing activity-driven Arc expression associated with vocal acoustic plasticity in juvenile songbird. Hayase S, Wada K. European Journal of Neuroscience 48: 1728-1742. 2018
Inter- and intra-specific differences in muscarinic acetylcholine receptor expression in the neural pathways for vocal learning in songbirds. Asogwa NC, Mori C, Sánchez-Valpuesta M, Hayase S, Wada K. Journal of Comparative Neurology 526:2856-2869. 2018
Familial bias and auditory feedback regulation of vocal babbling patterns during early song development. Sato D, Mori C, Sawai A, Wada K. Scientific Reports 6:30323. 2016
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関連産業分野

発達教育学, 医薬品, 生命科学分野
学位博士(医学)
自己紹介

趣味・好きなもの: 山登り、 キャンピング 温泉に入ってボ~とすること、 樹が風で揺れるのを見ること、バイクの運転 、 渓流釣り、 ビールを飲むこと、たこ焼きを焼く、自分から質問してくる人と話すこと、昔は PCR、今は 鳥のさえずり録音。

学歴・職歴1998年 金沢大学医学部医学科 卒業
1998-2003年 東京医科歯科大学大学院医学系研究科博士後期課程
2005年 東京医科歯科大学大学院医学系研究科 博士号取得(博士(医学))
2003年-2007年 米国Duke University Medical Center, Department of NeurobiologyにてResearch associate(Erich D Jarvis博士研究室)
2007年-現職
所属学会日本神経科学会, Society for Neuroscience, 日本分子生物学会, 日本動物学会
プロジェクト文部科学省新学術領域「共創言語進化」
居室理学部5号館 5-910号室

生物科学部門 行動神経生物学分野

和多 和宏

准教授

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何を目指して研究しているのか?

『なぜヒトは言葉を話せるのか?』、これを神経生物学研究から理解したいと考えています。ヒトが人であるために、そして社会・文化形成において、他者とのコミュニケーションは大事です。ヒトは生後発達の過程で、言葉を話せるようになります。言語獲得と呼ばれます。どうやって言葉を学習して使えるようになるのでしょうか?、そのときに脳内ではどのようなことが起こっているのでしょうか?、これらの問いに、現在の科学をもってしても、十分な答えをもっていません。ヒトの脳、それも言葉を学んでいる子供の脳を対象とする実験がとても限られているからです。生物言語学は、未踏の研究領域です。

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何を研究しているのか?

私の研究室では、ヒトの言語獲得の理解を目指して、歌を学ぶ小鳥(ソングバード)を動物モデルとして用いて研究を行っています。ソングバード雛もヒト赤ちゃんも、親の音声を聞いてそれを記憶し、自ら発声反復練習を行うことで発声パターンを学びます。また、生後発達で限られた時期に学習がしやすくなっています(学習臨界期)。近年、鳥類と哺乳類の間で、神経回路のみならず遺伝子・ゲノムレベルで多くの相同・相似性が存在することが分かってきました。ソングバードの歌学習を通して、「脳のなかで、いつ、どのように」音声学習ができるようになるのか直接研究できるようになります。ソングバードを研究することで得られた知見は、ヒトの言語獲得における脳内分子メカニズムの理解へとつながります。

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研究者になることを目指すということ。

私が研究室で実験をはじめてから、もう20年近く経ちました。そのとき私は、医師になろうと思い、浪人して入学した医学部の学生でした。大学に入って分子生物学実験を経験したら、それが自分に大ハマり。どんどんのめり込んで結局は基礎研究を志すことになりました。でも、とても不安でした。なぜなら世界中で本当に賢い人たちが、一生懸命研究している中で自分はやっていけるのかと。でも、自分で手を動かして、考えて研究していたら、自分の実験結果に「へえ~、すごい!」と本心から思える経験を重ねて今に至ります。本当に大変だけど本当にうれしい、そんな経験をしたらやめられません。そして、そのような自分の発見を世に出したときに、外国のまったく知らない人から連絡が来て、共同研究は始まるようなことが起こったります。研究者を志してから今に至るまで、「実験・研究は決して裏切らない」と思っています。自分がやった分、考えた分だけ、ちゃんと答えを示してくれます。自分に正直な人、あなたにしかできない発見・研究が存在します。そういうことに本気でチャレンジしたい学生と研究をしたいと強く思っています。