動物は周囲の状況に応じて行動を選択する。このような“情報認識”および“反応行動”は体内を巡る神経細胞同士の回路によって成り立っている。周囲の外部情報は感覚刺激として感覚神経によって受容され、その情報は脳などの中枢へ伝達される。一方で、中枢神経系は運動神経に働きかけ、行動を導く。このように動物の根幹を担う神経系は、全てが遺伝情報に基づいて機能しているのではなく、環境に合わせて柔軟に性質を変化させる。それにより遺伝情報を共有する同一種内の個体間であっても、それぞれ固有の生育環境に適した行動が選択される。さらには、発生過程に周囲の環境から与えられた感覚刺激が、成熟期の神経機能に影響を及ぼし得ることも明らかになっている。しかし、どのように発生期の“経験”が、長期にわたり神経の働きに影響を与え続けるのかに関しては、未だ多くが謎に包まれている。この問いに答えるため我々は、ショウジョウバエ（Drosophila Melanogaster）幼虫の感覚神経系に着目した。ショウジョウバエ幼虫は、痛覚刺激（痛みの刺激、刺激性化学物質など）の多い環境で発生すると、成熟期において、痛覚刺激に対する忌避行動（体の回転行動）が抑制されることを我々はまず見出した。一方で、この痛覚刺激の経験は、振動刺激など他の刺激への応答に影響を与えなかった。さらに本研究において我々は、その神経メカニズムとして、セロトニンによる痛覚受容神経の修飾を明らかにした。中枢神経系のセロトニン分泌神経は痛覚受容神経の下流で活性化されると、痛覚受容神経の軸索末端に働きかけ、そこからの情報伝達を抑制するようである。重要なことに、発生期に痛覚刺激を多く経験した幼虫では、痛覚受容神経のセロトニン感受性が上昇し、実際に痛覚受容神経からの情報伝達は抑制されていた。したがって本研究により、痛覚刺激からの忌避行動が発生環境に応じて最適化されること、さらにそのメカニズムがセロトニンを介したフィードバック神経回路であることが明らかになった。このフィードバック神経回路を通じて、痛覚刺激に対する忌避行動のみが、発生環境に応じて特異的に調節されると考えられる。他の反応行動に影響を及ぼさず、痛み刺激に対する逃避行動のみを特異的に調整する仕組みによって、環境に適応し、生存率を上昇させていると考察できる。