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脳のない生き物はどうやって食欲をコントロールするのでしょうか?

ヒドラはラブクラフト風の外観の微生物で、一方の端には触手に囲まれた口があり、胴体は細長く、もう一方の端には足があります。脳や中枢神経系はありません。どちらもないにもかかわらず、ヒドラは空腹や満腹を感じることができます。これらの生物は、空腹になったときや十分食べたときをどうやって知るのでしょうか。ヒドラには脳はないが、神経系はある。ドイツのキール大学の研究者らは、ヒドラには内胚葉（消化管内）と外胚葉（動物の最外層）のニューロン集団があり、どちらも食物刺激への反応に役立っていることを発見した。外胚葉ニューロンは食物に向かうなどの生理機能を制御しており、内胚葉ニューロンは口を開けるなどの摂食行動と関連しており、消化できないものを吐き出すことも行っている。このように限られた神経系でも、驚くほど複雑な機能を果たすことができます。ヒドラは、食欲がどのように進化したか、中枢神経系の初期の進化段階がどのようなものであったかについて、私たちに何らかの洞察を与えてくれるかもしれません。いいえ、結構です。もうお腹いっぱいですヒドラの神経系が空腹を制御する仕組みを解明する前に、研究者たちは動物に最も強い満腹感や満腹感を与えるものは何なのかに着目した。ヒドラはブラインシュリンプを餌として与えられた。アルテミアサリナ、これはヒドラの通常の獲物の一つであり、抗酸化物質グルタチオンにさらされる。これまでの研究では、グルタチオンがヒドラの摂食行動を誘発し、獲物を飲み込むかのように触手を口の方に丸めると示唆されている。広告ヒドラはアルテミア食べられるだけ食べたグループにはその後グルタチオンが与えられ、もう一方のグループにはグルタチオンのみが与えられ、実際の食べ物は与えられなかった。空腹度は口を開ける速さと頻度で測定された。結果、すでにエビで満腹になっていた最初のグループは、エビを食べてから 8 時間後もグルタチオンにほとんど反応を示さなかった。口はほとんど開かず、開けたとしてもゆっくりだった。グルタチオンのような摂食刺激でさえ、おかわりが必要だと感じるほど空腹ではなかったからだ。エビを食べたヒドラが空腹を示すのに十分な大きさと速さで口を開けたのは、給餌から 14 時間後になってからでした。しかし、給餌を受けずグルタチオンだけを与えられたヒドラは、曝露からわずか 4 時間後に空腹の兆候を示し始めました。口を開けることは空腹によって引き起こされる唯一の行動ではなく、飢えた動物は水中で宙返りしたり、光に向かって移動したり、餌を探す行動も示しました。満腹の動物は宙返りをやめ、再び空腹になるまで自分がいる水槽の壁にしがみつきます。「脳」に良い食べ物研究チームはヒドラの行動変化を観察した後、その行動の背後にある神経活動を調べました。彼らは、空腹感と満腹感に関係することが知られている、N3として知られる外胚葉集団とN4として知られる内胚葉集団という2つの神経集団に注目しました。これらがヒドラの摂食反応に影響を与えることは知られていましたが、どのように関係しているのかはこれまで正確にはわかっていませんでした。ヒドラは全身、特に足に N3 ニューロンを持っています。これらのニューロンからの信号は、十分に食べたこと、満腹感を感じていることを動物に伝えます。動物が空腹になり、空腹に関連する行動が増えるにつれて、これらの信号の頻度は減少しました。グルタチオンのみにさらされ、餌を与えられなかった動物では N3 信号の頻度は変化せず、これらのヒドラは長期間餌を与えられなかった動物とまったく同じように行動しました。実際に餌を与えられたときのみ、N3 信号の頻度が増加しました。広告「外胚葉ニューロン集団N3は、ニューロン活動を増加させることで満腹感に反応するだけでなく、摂食によって変化した行動も制御している」と研究者らは最近Cell Reports誌に発表された研究で述べている。 N4 ニューロンは、食物があるときにのみ N3 集団と間接的に通信することが確認されていますが、ヒドラの口の開き具合や口を開けたままにしておく時間を制御することで、摂食行動に影響を与えることが確認されています。飢餓状態のヒドラやグルタチオンのみにさらされたヒドラでは、N4 信号の頻度が低くなっています。N4 信号の頻度が高いのは、動物が口を閉じている状態と関連しています。では、脳を持たない小さな生物の神経活動は、私たち自身の複雑な脳の進化について何を教えてくれるのでしょうか? 研究者たちは、ヒドラの単純な神経系は、人間が持つはるかに複雑な中枢神経系や腸管神経系と似ているのではないかと考えている。N3…

執筆 nipponese 更新 2024年6月17日

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2024-06-15 10:45:47

ヒドラはラブクラフト風の外観の微生物で、一方の端には触手に囲まれた口があり、胴体は細長く、もう一方の端には足があります。脳や中枢神経系はありません。どちらもないにもかかわらず、ヒドラは空腹や満腹を感じることができます。これらの生物は、空腹になったときや十分食べたときをどうやって知るのでしょうか。

ヒドラには脳はないが、神経系はある。ドイツのキール大学の研究者らは、ヒドラには内胚葉（消化管内）と外胚葉（動物の最外層）のニューロン集団があり、どちらも食物刺激への反応に役立っていることを発見した。外胚葉ニューロンは食物に向かうなどの生理機能を制御しており、内胚葉ニューロンは口を開けるなどの摂食行動と関連しており、消化できないものを吐き出すことも行っている。

このように限られた神経系でも、驚くほど複雑な機能を果たすことができます。ヒドラは、食欲がどのように進化したか、中枢神経系の初期の進化段階がどのようなものであったかについて、私たちに何らかの洞察を与えてくれるかもしれません。

いいえ、結構です。もうお腹いっぱいです

ヒドラの神経系が空腹を制御する仕組みを解明する前に、研究者たちは動物に最も強い満腹感や満腹感を与えるものは何なのかに着目した。ヒドラはブラインシュリンプを餌として与えられた。 アルテミアサリナ、 これはヒドラの通常の獲物の一つであり、抗酸化物質グルタチオンにさらされる。これまでの研究では、グルタチオンがヒドラの摂食行動を誘発し、獲物を飲み込むかのように触手を口の方に丸めると示唆されている。

ヒドラは アルテミア 食べられるだけ食べたグループにはその後グルタチオンが与えられ、もう一方のグループにはグルタチオンのみが与えられ、実際の食べ物は与えられなかった。空腹度は口を開ける速さと頻度で測定された。

結果、すでにエビで満腹になっていた最初のグループは、エビを食べてから 8 時間後もグルタチオンにほとんど反応を示さなかった。口はほとんど開かず、開けたとしてもゆっくりだった。グルタチオンのような摂食刺激でさえ、おかわりが必要だと感じるほど空腹ではなかったからだ。

エビを食べたヒドラが空腹を示すのに十分な大きさと速さで口を開けたのは、給餌から 14 時間後になってからでした。しかし、給餌を受けずグルタチオンだけを与えられたヒドラは、曝露からわずか 4 時間後に空腹の兆候を示し始めました。口を開けることは空腹によって引き起こされる唯一の行動ではなく、飢えた動物は水中で宙返りしたり、光に向かって移動したり、餌を探す行動も示しました。満腹の動物は宙返りをやめ、再び空腹になるまで自分がいる水槽の壁にしがみつきます。

「脳」に良い食べ物

研究チームはヒドラの行動変化を観察した後、その行動の背後にある神経活動を調べました。彼らは、空腹感と満腹感に関係することが知られている、N3として知られる外胚葉集団とN4として知られる内胚葉集団という2つの神経集団に注目しました。これらがヒドラの摂食反応に影響を与えることは知られていましたが、どのように関係しているのかはこれまで正確にはわかっていませんでした。

ヒドラは全身、特に足に N3 ニューロンを持っています。これらのニューロンからの信号は、十分に食べたこと、満腹感を感じていることを動物に伝えます。動物が空腹になり、空腹に関連する行動が増えるにつれて、これらの信号の頻度は減少しました。グルタチオンのみにさらされ、餌を与えられなかった動物では N3 信号の頻度は変化せず、これらのヒドラは長期間餌を与えられなかった動物とまったく同じように行動しました。実際に餌を与えられたときのみ、N3 信号の頻度が増加しました。

「外胚葉ニューロン集団N3は、ニューロン活動を増加させることで満腹感に反応するだけでなく、摂食によって変化した行動も制御している」と研究者らは最近Cell Reports誌に発表された研究で述べている。

N4 ニューロンは、食物があるときにのみ N3 集団と間接的に通信することが確認されていますが、ヒドラの口の開き具合や口を開けたままにしておく時間を制御することで、摂食行動に影響を与えることが確認されています。飢餓状態のヒドラやグルタチオンのみにさらされたヒドラでは、N4 信号の頻度が低くなっています。N4 信号の頻度が高いのは、動物が口を閉じている状態と関連しています。

では、脳を持たない小さな生物の神経活動は、私たち自身の複雑な脳の進化について何を教えてくれるのでしょうか?

研究者たちは、ヒドラの単純な神経系は、人間が持つはるかに複雑な中枢神経系や腸管神経系と似ているのではないかと考えている。N3 と N4 は独立して機能しているが、両者の間には何らかの相互作用がある。研究チームはまた、N4 がヒドラの摂食行動を制御する方法は、哺乳類の消化管を制御する方法と似ていると示唆している。