フクロウ博士の森の教室「からだを復元させる医療の話」

第1回 微小脳と巨大脳 北海道大学大学院理学研究院 水波誠教授インタビュー 微小脳の設計原理と昆虫の学習に関わる分子機構の解明をめざす

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水波誠(みずなみ・まこと)
1957年福岡県生まれ。1980年九州大学理学部卒業。82年同大学大学院理学研究科生物学専攻修士課程修了、84年3月同博士後期課程単位取得退学。同年4月九州大学理学部助手、93年北海道大学電子科学研究科助教授、2001年東北大学大学院生命科学研究科准教授。09年4月北海道大学大学院先端生命科学研究院教授。10年より現職。昆虫の小型・軽量の情報処理システムをヒトの脳に対比して「微小脳」という概念で捉えることを提唱。行動、脳。進化、昆虫をキーワードに、新しい研究領域の開拓をめざす。主著に『昆虫—驚異の微小脳(中公新書)』など。

昆虫の小さな脳は、人をはじめとする哺乳類の巨大な脳とどのように異なり、いかなる共通点を持っているのだろうか。水波先生は、ゴキブリの場所記憶を確かめる実験にチャレンジ、世界で初めてゴキブリの場所記憶の能力を検証した。さらに最近の研究でコオロギの学習が「予測」に基づくことも発見。最新のゲノム改変技術も駆使しながら、独自のアプローチで昆虫の脳と行動の本質に迫る研究を続けている。

昆虫の脳の「学習」の研究をしたい

───生物学分野の研究に進もうとした動機を教えてください。

私は子どものころから生き物が好きで、昆虫、クモ、植物、キノコなどを集めていました。
小中高校と生物クラブに入って研究の真似事をしたりして、いろいろな生物がいるおもしろさに魅せられていました。その延長で大学も生物分野に進んだわけですが、先生から「生物学は生き物の共通原理を発見する学問である」と教えられたのです。アゲハチョウとモンシロチョウがどう違うかではなく、すべての動物が持っている共通の原理に目を向けることが大切で、多様性のみを追い求めるのは単なる昆虫採集にすぎない、というわけです。そこで昆虫をモデルにした動物行動学であれば、もともとの自分の興味にも合致するし、共通原理を探ることにつながると考えたのです。
私が進んだ九州大学理学部生物学科の立田研究室は、視覚や嗅覚などの感覚生理学を専門にしていました。私はそこで脳の視覚ニューロンの神経活動を電気生理学の手法で調べる研究を行うことにしました。

───具体的にはどんな研究に取り組んだのですか。

昆虫には単眼と複眼があります。当時単眼の役割はあまりはっきりしていなかったのですが、明暗受容に関わるとか、飛行の安定に関係しているのではないかという説が提唱されました。そこで私は単眼の機能を探究するため、ニューロンの一個一個に電極をさして、どのように視覚情報が処理されているかを調べ、明暗のコントラストを感知することによって大きな物体や自身の動きの方向を極めて敏感に検知していることなど、いくつかの成果を上げました。
しかし、この研究を10年くらい続けるうち、次第に私がやりたいテーマは「学習」であり、学習を担う昆虫の脳の中枢神経系を研究したいと考えるようになりました。
ただ、この分野の研究者が国内にはいなかったので、海外で研究してみようと考えていたとき、1987年にインドで開かれた国際学会で「昆虫脳のアトラス」という著書で有名なアリゾナ大学のニコラス・ストラスフェルド教授に出会いました。教授は神経解剖学の第一人者で、お互いの研究について話し合ううちに、昆虫の記憶について一緒に研究しようということになり、アメリカ政府(NIH)のフェローシップを得て、1989年末から2年3カ月間、アメリカに渡って研究したのです。

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