神経科学者は、言語遺伝子の重要な役割を特定する
Neuroscientists identify key role of language gene
動物の全ての種はお互いに情報をやりとりする。しかし、ヒトだけは言語を作り出して理解するという独特の能力を持つ。
これらの言語技術の発達に寄与するいくつかの遺伝子の1つはFoxp2だと科学者は考えている。
この遺伝子は話すことと話し言葉を理解することに重度の障害を持つ家族の集団で最初に特定され、彼らのFoxp2遺伝子は変異していることが判明した。
2009年、Maxプランク研究所の進化人類学者であるSvante Paaboたちは、ヒトと同じFoxp2遺伝子を発現するマウスを設計した。ヒトとマウスのFoxp2タンパク質はアミノ酸が2つ異なるだけである。
研究の結果、これらのマウスは線状体（striatum）のニューロンが通常より長い樹状突起（dendrites）を持つことが判明した。線条体は習慣形成（habit formation）に関与することが示されている脳の一部である。また、それらのマウスは新しいシナプスをより上手く形成することができた。
さらに、PaaboとEnardは線状体の専門家であるGraybielの協力を得て、Foxp2の置き換えによる行動への影響を研究した。
研究では、ヒト化Foxp2をもつマウスはＴ字状の迷路を走って学習することが他よりも上手だった。その迷路でマウスは食料の報酬を得るため、Ｔ字状の交差点で左と右のどちらに曲がるべきかを迷路の床の模様に基づいて決定しなければならない。
この種の学習の最初のフェーズでは『陳述記憶（declarative memory）』、つまりイベントと場所に関する記憶を使うことが必要である。
時間が経つにつれてこれらの記憶の手掛りは習性として固定され、『手続き記憶（procedural memory）』を通してコード化される。手続き記憶とは毎日の決まりきったルーチンワークのために必要な記憶のタイプで、例えば毎日仕事で運転したり、何千回も練習してテニスのフォアハンドを身につけるような記憶のことである。
SchreiweisとMITの同僚は十字迷路（cross-maze）という別のタイプの迷路を使い、単独の記憶タイプ、または2つの記憶タイプの相互作用における、それぞれのマウスの才能をテストした。
記憶のタイプが1つだけ必要な時は、ヒト化Foxp2をもつマウスは正常なマウスと同じようにテストを実行した。
しかし、迷路の学習タスクが『陳述記憶』を『習慣的ルーチン』に変換するようにマウスに要求したときの能力は、ヒト化Foxp2マウスの方が優れていた。
ここで重要な発見は、ヒト化Foxp2遺伝子は『注意を必要とする行動（mindful actions）』を『決まり切った日常行動（behavioral routines）』に変えることをより容易にするということである。
Foxp2によって生じるタンパク質は転写因子であり、転写因子は遺伝子の発現をオンまたはオフにするが、今回の研究において研究者はFoxp2がニューロン間のシナプス結合の調節に関与する遺伝子をオンにするように見えることを発見した。
また、彼らは『手続き（procedures）』の形成に関与する線状体の一部でドーパミン活性が増大することも発見した。
さらに、線条体のいくつかの領域のニューロンは、長期の活性化（prolonged activation）に反応してより長い期間オフにされた。それは長期抑圧（long-term depression）として知られる現象であり、新しいタスクを学んで記憶を形成するために必要である。
まとめると、これらの変化は脳をそれまでとは異なるように「調整」するのを助け、話す能力と言語の獲得に適応させたと研究者は考えている。
彼らは現在、Foxp2がどのように他の遺伝子と相互作用して学習と言語に対する影響を生じるかについてさらに調査を進めている。
記事供給源：
上記の記事は、マサチューセッツ工科大学により提供される素材に基づく。
学術誌参照：
1.ヒト化Foxp2は、宣言的（declarative）から手続き的（procedural）な言語運用（performance）への移行を増強することによって、学習を加速する。
Proceedings of the National Academy of Sciences、2014;
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/09/140915153953.htm
<コメント>
Foxp2という転写因子のわずか2つアミノ酸の変化が、線条体ニューロン間のシナプスと樹状突起の形成、ドーパミンの活性を変化させ、記憶の形成と言語の獲得に寄与したという記事です。Foxp2は言語遺伝子とも呼ばれています。
関連記事には、Foxp2の発現を調節するマイクロRNA（miR-9とmiR-140-5p）についてのキンカチョウ（Zebra Finches）の研究があります。
キンカチョウは歌の学習（vocal learning）に必要とされる大脳基底核（basal ganglia; 線条体、淡蒼球、視床下核、黒質）においてmiR-9とmiR-140-5pが発現し、
さらにそのマイクロRNAの発現は「社会に向かって歌う状況」によっても調節されるとあります。
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131017111535.htm
>miR-9 and miR-140-5p -- that regulate the levels of FOXP2.
>in the zebra finch brain, these miRNAs are expressed in a basal ganglia nucleus that is required for vocal learning, and their function is regulated during vocal learning.
>More intriguingly, the expression of these two miRNAs is also regulated by the social context of song behavior -- in males singing undirected songs.
