昆虫の記憶形成とタンパク質合成との関係に関する組織化学的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640817
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 冨永 佳也 福岡大学, 理学部, 教授 (70078591)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩崎 雅行 福岡大学, 理学部, 助手 (60151726) ; 西川 道子 福岡大学, 理学部, 助手 (30078563) ; 伊東 綱男 福岡大学, 理学部, 講師 (40131809) ; 水波 誠 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (30174030) ; 横張 文男 福岡大学, 理学部, 教授 (20117287)
• Keywords: 昆虫 / ワモンゴキブリ / 記憶 / 行動 / 匂い / 温度・湿度 / コンピュータ / 画像

Research Abstract

昆虫の記憶形成と脳内でのタンパク質合成との関係を明らかにすることを目的とする本研究では、まず記憶形成の成立の評価が重要であるので、その評価法の確立をめざした。できるだけ客観的に評価するために、コンピュータを利用して行動を正確に記録する方法を確立した。ワモンゴキブリの行動を観察するために直径50センチメートルの円形のアリ-ナを作り、中心線で分けた2つの半円部分で温度または湿度環境が異なるようにした。ゴキブリが夜行性であることを考慮して、ゴキブリの主観的夜間の決まった時間に、この中でゴキブリを自由行動させ、その行動を暗視カメラで撮影しビデオテープに記録した。この記録された行動を解析するために、コンピュータ・プログラムを開発し、ビデオ装置で記録した行動のビデオ画像から画像の1フレームごとに行動軌跡を昆虫の頭部・尾部・左右の触角の先端と基部など8点をコンピュータ画面のX・Y座標として記録できるようにした。出力データはエクセル(マイクロソフト社製)に入力できる様式にして、市販のエクセルで解析した。実験前1日以上摂食できないようにしたゴキブリを用いて調べた結果、暗黒下でアリ-ナ内の湿度環境を一様にした場合、アリ-ナの周縁にそって歩きまわる行動がしばらく続き、次第に周縁だけでなくアリ-ナ全体を歩くようになった。次にアリ-ナの半分を低湿度にもう一方の半分を高湿度にして調べた。この場合には、実験開始直後は湿度環境を一様にした場合と同じであったが、実験開始から10分間の行動を比較すると、歩行速度・方向転換頻度・方向転換角度が低湿度側で大きく高湿度側で低くなることがわかった。さらに2つの湿度環境の境界付近では、方向転換頻度と方向転換角度が2つのどちらの湿度環境での平均値よりも大きくなっていた。このように、今回開発した行動解析装置を使えば、かなり細かい行動の違いも把握できるので、記憶が形成された場合とそうでない場合を客観的に評価出来る見通しがたった。

Research Products

• [Publications] Makoto Mizunami: "Modular structures in the mushroom body of the cockroach." Neuroscience Letters. 229. 153-156 (1997)
• [Publications] Yoshiyuki Yamazaki: "Three classes of GABA-like immunoreactive neurons in the mushroom body of the cockroach." Brain Research.(印刷中). (1998)
• [Publications] Michiko Nishikawa: "Function-specific distribution of axon terminals of input neurons in the calyces of the mushroom body of the cockroach." Neuroscience Letters. (印刷中). (1998)
• [Publications] Masayuki Iwasaki: "Atlas of sensory receptors of Arthropods(分担:Mechao-and phnoreceptors)" Springer Verlag(印刷中), (1998)
• [Publications] Fumio Yokohari: "Atlas of sensory receptors of Arthropods(分担:Hygro-and thermoreceptors)" Springer Verlag(印刷中), (1998)