なぜ私たちはひとりひとり性格が違うのでしょう。私たちは生まれ育ってきた環境がみんな違うので、様々な要因が性格の違いに関わっています。その中には、遺伝的な要因（生物学的基盤）も関わっていることが分かってきています。マウス（ハツカネズミ）にも、怖がりの個体もいれば、攻撃性が高い個体、新しいものをよく探索する個体、ストレスに脆弱な個体など、様々な行動特性において個体差が観察されます。このような行動の個体差を生み出す生物学的な基盤を知りたい、というのが私の研究の興味です。

現在は、社会行動、とくに攻撃行動に着目して研究を行っています。動物にとって攻撃行動は、なわばりを守り、交配相手を獲得し、さらに子供を守るためにも役立つ、適応的な行動です。ただ、攻撃性が異常に高くなってしまったり、抑えるべきところで抑えられなくなってしまうと、それは動物にとって適切な行動とはいえません。攻撃行動にも個体差が存在していて、攻撃行動をほとんど示さない個体から、非常に高い攻撃性を示す個体が存在します。この攻撃性のちがいを生み出す生物学的基盤を明らかにするために、脳の神経回路、免疫系や内分泌系、そして遺伝的基盤という幅広い視点から研究を行っています。 

攻撃行動にかかわる神経伝達物質として、セロトニンはもっともよく研究されてきています。しかしながら、動物が高い攻撃行動を示している最中に、セロトニン神経系がどのような制御を受けているかについては、まだあまりわかっていません。脳内セロトニンは、主に中脳にある背側縫線核において産出されます。私たちは、背側縫線核におけるどのような神経伝達物質入力によって、マウスの攻撃行動が影響を受けるかを検討しました。その結果、攻撃行動の最中に、興奮性の神経伝達物質であるグルタミン酸の入力が増加することが明らかとなり、その入力が増加するほど攻撃行動が高くなることが明らかになりました（Takahashi et al 2015 J Neurosci）。背側縫線核にグルタミン酸ニューロンの投射を行う脳領域の一つに、不快情動やストレスに関わる外側手綱核があります。私たちの研究から、外側手綱核から背側縫線核へのグルタミン酸作動性投射ニューロンが、攻撃行動の昂進に関与することが明らかになりました。そしてその興奮性入力は、背側縫線核の中の非セロトニンニューロンを活性化することで攻撃行動を増加させていることが示されました（Takahashi et al 2022 Nat Commun）。先行研究から、外側手綱核は攻撃行動を抑制的に制御する脳領域であることが示されていたのですが、本研究から投射先によってその効果は異なり、背側縫線核への投射はむしろ攻撃行動の昂進にかかわることが明らかになりました。

The dorsal raphe nucleus (DRN) contains the largest accumulation of serotonin (5-HT) cell bodies in the brain. Although many studies have implicated the role of 5-HT on aggression, little is known about the regulatory influences of the DRN when an animal engages in either adaptive species-typical aggressive behavior or escalated aggression. Thus, we explored which neurotransmitter inputs into the DRN determine the escalation of aggression in male mice. By using in vivo microdialysis, we observed an increase in glutamate release in the DRN during an aggressive encounter, and the level of glutamate was further increased when the animal was engaged in escalated aggressive behavior after social instigation. Consistently, microinjection of L-glutamate into the DRN escalated aggressive behavior toward an intruder (Takahashi et al 2015 J Neurosci). The DRN receives glutamatergic projections from many brain areas including the prefrontal cortex, lateral habenula (LHb), and hypothalamus. We found that glutamatergic projections from the LHb to the DRN are uniquely activated by social instigation-heightened aggression in male mice. This glutamatergic input from the LHb activates non-serotonergic neurons in the DRN to escalate aggressive behavior (Takahashi et al 2022 Nat Commun). Although previous studies have shown an inhibitory role of the LHb on aggressive behavior, our data indicate that there is a subpopulation of LHb neurons, projecting to the DRN, that have a pro-aggressive effect in male mice. 

ヒトの研究から、血中の免疫系のシグナル分子であるサイトカインの量と攻撃性の間に相関があることが報告されています。抹消のサイトカインが、実際に中枢に作用することによって攻撃行動の個体差に影響を与えるのかを検討するために、マウスの攻撃性の個体差に着目して研究を行っています。雄マウスの中にも、なわばりを守るための攻撃行動を適切に示す個体（攻撃個体）と、全く示さない個体（非攻撃個体）が存在します。私たちの研究から、ミクログリアに由来する炎症性サイトカインであるインターロイキン１βが、背側縫線核という脳領域に作用することで攻撃行動の個体差に影響を及ぼしていることが明らかになってきました。（Takahashi et al 2022 Molecular Psychiatry）

Human studies have shown correlations between peripheral cytokines and aggression traits. However, whether cytokines affect brain circuits to modulate aggression is still unclear. To examine the causal link between the central action of cytokine and individual differences in aggression, we are currently examining peripheral and central immune profiles in aggressive and non-aggressive ICR male mice. Our data showed a novel role for IL-1β signaling in the DRN in mediating individual differences in aggressive behaviors. (Takahashi et al 2021 Molecular Psychiatry). 

There are large individual differences in the level of aggression between individuals from the same species. These differences can be caused by both environmental and genetic factors. Mice strains can differ substantially in their levels of aggressive behavior. For example, the Japanese wild-derived mouse strain MSM shows a markedly higher level of aggression than the standard laboratory strain C57BL/6J (Takahashi et al 2010 Behavior Genetics). By using a panel of consomic strains established from C57BL/6J and MSM, we identified two chromosomes, Chr 4 and Chr 15, that were involved in the heightened aggression observed in MSM (Takahashi et al 2014 Frontiers in Neuroscience; Takahashi et al 2015 PLOS ONE). 

・日本神経科学学会　神経科学ニュース（2017年11月号）の「留学記」