昆虫による空間認知の神経機構:カマキリにおける餌情報の脳内表現

• Project/Area Number: 17770061
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 山脇 兆史 九州大学, 大学院理学研究院, 助手 (80325498)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2005: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 神経科学 / 視覚情報処理 / 空間認知 / 運動検出 / 昆虫

Research Abstract

本年度は、空間情報を伝達する下降性ニューロンが運動中に果たす役割の解明を試みた。運動中に神経応答を記録する方法の一つとして埋込電極を用いるものがある。そこで、カマキリを対象に埋込電極による細胞外記録法を確立した。
実験では、脳と胸部神経節をつなぐ神経繊維の束である腹髄に小型のフック電極を埋め込んだ。そして、複数の下降性ニュ-ロンの動き刺激に対する電気的応答を細胞外記録した。動き刺激として、移動する四角形や縞模様を提示した。その結果、スパイク頻度解析に十分適した記録が埋込電極により得られた。記録からは複数のユニット(ニュ-ロン)のスパイク応答が分離でき、ユニットの視覚刺激への応答は大きく二種類にわけられた。
ユニットの多くは、物体が接近する刺激(looming)に強い応答を示した。後退刺激や点滅刺激にはあまり応答しなかったことから、急速に拡大するイメージに反応していると推測された。また、一部のユニットは方向選択性を示し、ある特定の方向の動きに興奮し反対方向の動きで抑制された。このユニットは縞模様の動きに強く興奮したことから、背景全体が動くような広域の動き刺激に反応すると推測された。
これらの応答は、前年度に行った通常の細胞外記録法の実験結果と一致するものであった。この結果は、埋込電極による細胞外記録法の有効性を示すものであり、運動中のカマキリにおいて下降性ニューロンの応答を記録するのに適用できることが明らかになった。