昆虫の脳の作動機作-多才な行動を可能にする小さな脳のオペレーションシステム

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11694091
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 藤 義博 九州大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60037265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高畑 雅一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10111147) ; 市川 敏夫 九州大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50136420)
• Keywords: 昆虫 / 脳 / 立体視 / 距離感受性ニューロン / 学習 / 記憶 / 視覚行動 / 脳の可塑性

Research Abstract

昆虫の行動は数10mgの脳で制御されるが、微小な脳の作動機作は未知の部分が含まれる。本研究は、この作動機作を発見し、その機構を解明することを目的とし、以下の研究成果を得た。
1)申請者はハンミョウの幼虫が、対象物までの距離を測定することを行動学実験で報告している。本年度は、幼虫が両眼による立体視と、単眼による網膜像の深度の2つの方法で距離を知ることを明らかにした。特に、後者は他の動物では報告されていない新しい距離測定の視覚機構である。これに関しては、幼虫の視神経叢に距離感受性ニューロンがあることを同定し、現在、その神経機構の解明を進めている。
2)ショウジョウバエの脳内のニューロン構築に関し。免疫組織化学を標識とした3次元地図の作成を研究分担者マイナーザーゲン教授と共同で行った。
3)近年、ワモンゴキブリなど、特定の巣を持たない昆虫で、視覚学習、推測航法の可能性は報告されている。このような学習機能を詳細に調べ、報告されてような学習機能は認められないことを明らかにした。
4)昆虫の脳のニューロン構築を、行動様式の異なる、ミツバチ、スズメバチ、ゴキブリ、アリで調べ、行動と脳の構築の関連性を比較検討した。
5)自由行動時のワモンゴキブリ、スズメバチの脳各部のニューロン活性を、埋め込み電極で記録すし、記録部位の染色により、各部が担う機能を調べた。
6)脳のシナプスの形態学的な可塑性について、ショウジョウバエを材料として、急速凍結法で解析した。この研究は研究分担者マイナーザーゲン教授と共同で行った。

Research Products

• [Publications] Toh,Y. and Okamura,J.: "How does the tiger beetle larva visually judge when prey comes within range for attack?"J. Exp. Biol.. (In press). (2000)
• [Publications] Toh, Y. and Okamura,J.: "Geometric optics and morphology of larval eyes of the tiger beetle"J. Exp. Biol.. (In press). (2000)
• [Publications] Okada,J. and Toh,Y,: "Tactile orientation behavior induced by antennal contact with stationary objects in the searching cockroach (Periplaneta americana)"J. Comp. Physiol.. (In press). (2000)
• [Publications] 藤 義博、高畑雅一: "脳と行動の生物学"講談社. 250 (2000)