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2009 Fiscal Year Annual Research Report

環境に適応するための高次行動を制御する神経生理機構のシステム的理解

Research Project

Project/Area Number 17075001
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

青沼 仁志  Hokkaido University, 電子科学研究所, 准教授 (20333643)

Keywords社会適応 / 昆虫 / 闘争行動 / 神経修飾機構 / 一酸化窒素 / 生体アミン / 動的システムモデル / シミュレーション
Research Abstract

社会は行動発現を拘束するひとつの環境要因として捉えられる.動物が刻々と変化する社会環境下において,実時間で状況に応じた行動を発現する基盤となる神経メカニズムについて,クロコオロギの闘争行動を題材に研究した.コオロギの闘争行動は,体表のフェロモン物質を受容すると誘発される.まず,攻撃行動を誘発する化学物質の同定し,また,フェロモン情報処理にかかわる脳領域の構造を解剖学的に調べた.コオロギの攻撃性は,闘争での勝敗経験により変化する.負け経験により攻撃から忌避へと行動が切り替わるメカニズムに神経修飾物質の働きが重要であることを明らかにした.特に,NO/cGMPシグナル系が,闘争行動が終結する前の段階で機能的に働くことが重要であることを示した.一方,生体アミン類のオクトパミン(OA)も闘争行動の発現に深く関与する.脳内におけるNOとOAの働きを調べたところ,NOは,OAの作用を抑制する働きをもち,攻撃行動を抑え,特に,敗者では忌避行動の発現に関与することが示唆された.すなわち,NOとOAが脳で協調的に働くことで,攻撃性を調節するのだと考えられる.
個体間相互作用による行動の発現について,行動学実験と生理学実験の結果から得られた知見を用いて,動的システムモデルを構築した.行動モデルと神経生理モデルのシミュレーション実験を行い妥当性の検討と行動学実験による検証を行った.集団内での優劣関係の構築と行動変化を調べたところ,個体間相互作用は個体の内部状態を常に更新し,適応行動の発現を調節することが示唆された.これまでの生理学・行動学実験およびシミュレーション実験の結果を総合することで,中枢神経系におけるフィードバック構造と,社会環境におけるフィードバック行動,すなわち,脳・身体(個体)と社会環境における多重フィードバック構造が社会適応を創り出す上で重要な役割を担うことが明らかになった.

  • Research Products

    (33 results)

All 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (22 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Behavior Change of Crickets in a Robot-Mixed Society2010

    • Author(s)
      Guerra RD, Aonuma H, Hosoda K, Asada M
    • Journal Title

      J.Rob.Mech. (accepted)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Markov model of honeybee social behavior2010

    • Author(s)
      Okada R, Ikeno H, Ohashi M, Kimura T. Aonuma H. Ito E.
    • Journal Title

      Information (accepted)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Establishment of social status without individual discrimination in the cricket2009

    • Author(s)
      Ashikaga M, Sakura M, Kikuchi M, Hiraguchi T, Chiba R, Aonuma H, Ota J
    • Journal Title

      Advanced Robotics 23

      Pages: 563-578

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mobiligence : Emergence of Adaptive Motor Function through Interaction among the Body, Brain and Environment2009

    • Author(s)
      Ota J, Aonuma H, Asama H
    • Journal Title

      Workshops/Tutorials Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (CD)

      Pages: 3-9

  • [Journal Article] Social adaptive fhnctions in animals -learning from insect social behaviors-2009

    • Author(s)
      Aonuma H, Sakura M, Ota J, Asama H
    • Journal Title

      Workshops/Tutorials Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (CD)

      Pages: 10-15

  • [Journal Article] Modeling of Neuromodulation for Behavior Selection of the Cricket : Synthetic Neuroethology2009

    • Author(s)
      Kawabata K, Aonuma H, Ota J, Asama H
    • Journal Title

      Workshops/Tutorials Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (CD)

      Pages: 16-21

  • [Journal Article] Using Micro-robots as a Tool for Insect Behavior Studies2009

    • Author(s)
      Guerra RD, Aonuma H, Hoshoda K, Asada M
    • Journal Title

      Workshops/Tutorials Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (CD)

      Pages: 39-44

  • [Presentation] ついに解明!!クロコオロギ雄の喧嘩行動誘起フェロモン2010

    • Author(s)
      山崎まどか, 佐倉緑, 青沼仁志, 松山茂, 秋野順治, 山岡亮平
    • Organizer
      第54回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      千葉市, 千葉大学
    • Year and Date
      2010-03-26
  • [Presentation] コオロギの社会適応行動の構成論的研究2010

    • Author(s)
      青沼仁志
    • Organizer
      国立情報学研究・社会的知能発生学研究会・公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都, 学術総合センター
    • Year and Date
      2010-03-24
  • [Presentation] クロコオロギの行動選択機構のモデリングに関する研究-触角からの感覚入力感受性による群行動の変容についての考察-2010

    • Author(s)
      藤井喬, 川端邦明, 青沼仁志, 佐倉緑, 鈴木剛, 太田順, 淺間一
    • Organizer
      第22回自律分散システム・シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋市, 名古屋大学
    • Year and Date
      2010-01-31
  • [Presentation] クロコオロギの行動選択機構のモデリングに関する研究-内部状態レベルによる行動選択に関する考察-2009

    • Author(s)
      藤井喬, 川端邦明, 青沼仁志, 鈴木剛, 足利昌俊, 太田順, 淺間一
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2009(ROBOMEC 2009)
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20090925,20090926
  • [Presentation] Development of Neurotransmitter Modulation on Aggression and Dominance Hierarchy in Cricket, Gryllus Bimaculatus2009

    • Author(s)
      矢野史朗, 池本有助, 青沼仁志, 淺間一
    • Organizer
      ICROS-SICE International Joint Conference 2009
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      20090918-20090921
  • [Presentation] Understanding social adaptive functions in animals2009

    • Author(s)
      Aonuma H, Ota J, Kawabata K, Kurabayashi D, Kanzaki R, Asama H.
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Mobiligence
    • Place of Presentation
      淡路市, 淡路夢舞台
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] Role of nitric oxide and octopamine in the aggressive behavior of the cricket2009

    • Author(s)
      佐倉緑, 菊地美香, 青沼仁志
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Mobiligence
    • Place of Presentation
      淡路市, 淡路夢舞台
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] Modeling of the effects of multi-modal inputs on the aggressive behavior using handicapped crickets2009

    • Author(s)
      Mizuno T, Sakura M, Ashikaga M, Aonuma H, Chiba R, Ota J
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Mobiligence
    • Place of Presentation
      淡路市・淡路夢舞台
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] A neuro-modulation model of behavior selection in the fighting behavior of male crickets2009

    • Author(s)
      川端邦明, 藤井喬, 青沼仁志, 鈴木剛, 足利昌俊, 太田順, 淺間一
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Mobiligence
    • Place of Presentation
      淡路市, 淡路夢舞台
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] Forgetting curve derived by serotonin hypothesis in cricket, Gryllus bimaculatus2009

    • Author(s)
      矢野史朗, 池本有助, 青沼仁志, 淺間一
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Mobiligence
    • Place of Presentation
      淡路市, 淡路夢舞台
    • Year and Date
      2009-11-20
  • [Presentation] セイヨウミッバチの偏光知覚機構の解明2009

    • Author(s)
      佐倉緑, 岡田龍一, 青沼仁志
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第31回大会
    • Place of Presentation
      豊中市, 千里ライフサイエンスセンター
    • Year and Date
      2009-10-23
  • [Presentation] ミツバチの尻振りダンスとコロニーの集蜜量の関係2009

    • Author(s)
      岡田龍一, 赤松忠明, 岩田可南子, 池野英利, 木村敏文, 大橋瑞江, 青沼仁志, 伊藤悦朗
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第31回大会
    • Place of Presentation
      豊中市, 千里ライフサイエンスセンター
    • Year and Date
      2009-10-23
  • [Presentation] Mobiligence : Emergence of Adaptive Motor Function through Interaction among the Body, Brain and Environment2009

    • Author(s)
      太田順, 青沼仁志, 淺間一
    • Organizer
      The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2009)
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency St.Louis Riverfront, St.Louis, USA
    • Year and Date
      2009-10-11
  • [Presentation] Social adaptive functions in animals -learning from insect social behaviors-2009

    • Author(s)
      青沼仁志, 佐倉緑, 太田順, 淺間一
    • Organizer
      The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2009)
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency St.Louis Riverfront, St.Louis, USA
    • Year and Date
      2009-10-11
  • [Presentation] Modeling of Neuromodulation for Behavior Selection of the Cricket : Synthetic Neuroethology Approach2009

    • Author(s)
      川端邦明, 青沼仁志, 太田順, 淺間一
    • Organizer
      The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2009)
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency St.Louis Riverfront, St.Louis, USA
    • Year and Date
      2009-10-11
  • [Presentation] Using Micro-robots as a Tool for Insect Behavior Studies2009

    • Author(s)
      Guena RD, Aonuma H, Hosoda K, Asada M.
    • Organizer
      The 2009 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2009)
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency St.Louis Riverfront, St.Louis, USA
    • Year and Date
      2009-10-11
  • [Presentation] クロコオロギの攻撃行動発現における-酸化窒素およびオクトパミンの関与2009

    • Author(s)
      佐倉緑, 菊地美香, 青沼仁志
    • Organizer
      日本動物学会第80回大会
    • Place of Presentation
      静岡市, 東静岡グランシップ
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 採集行動におけるミツバチの8の字ダンスの効果2009

    • Author(s)
      岡田龍一, 池野英利, 木村敏文, 大橋瑞江, 青沼仁志, 伊藤悦朗
    • Organizer
      日本動物学会第80回大会
    • Place of Presentation
      静岡市, 東静岡グランシップ
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] クロコオロギの攻撃行動発現における-酸化窒素およびオクトパミンの関与2009

    • Author(s)
      佐倉緑, 菊地美香, 青沼仁志
    • Organizer
      無脊椎動物神経生物研究会
    • Place of Presentation
      八重山郡竹富町, 西表島上原多目的集会場
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] 昆虫の行動解析ツールとしてのロボット2009

    • Author(s)
      青沼仁志
    • Organizer
      無脊椎動物神経生物研究会
    • Place of Presentation
      八重山郡竹富町, 西表島上原多目的集会場
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] 兵隊シロアリの攻撃性に関する生体アミンシステム2009

    • Author(s)
      石川由希, 青沼仁志, 佐々木謙, 三浦徹
    • Organizer
      第11回日本進化学会大会
    • Place of Presentation
      札幌市, 北海道大学
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] クロコオロギの闘争行動を修飾する脳内 Serotonin の発達モデルと密度効果の影響2009

    • Author(s)
      矢野史朗, 池本有助, 青沼仁志, 淺間一
    • Organizer
      第11回日本進化学会大会
    • Place of Presentation
      札幌市, 北海道大学
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Book] シリーズ移動知社会適応-発現機構と機能障害(太田順・青沼仁志 共編)2010

    • Author(s)
      青沼仁志, 太田順
    • Total Pages
      266
    • Publisher
      オーム社
  • [Book] 身近な動物を使った実験4 ミツバチ コオロギ スズメガ2009

    • Author(s)
      青沼仁志, 安藤則泰, 伊藤悦朗, 岡田龍一, 小川宏人, 佐倉緑, 竹内秀明, 馬場欣哉
    • Total Pages
      43-73
    • Publisher
      三共出版
  • [Book] 「昆虫の記憶・学習と神経可塑性の分子機構」,「動物は何を考えているのか?:学習と記憶の比較生物学」2009

    • Author(s)
      青沼仁志
    • Total Pages
      159-175
    • Publisher
      共立出版
  • [Book] Distributed Autonomous Robotic Systems 8(Modeling of Self-organized Competition Hierarchy with Body Weight Development in Larval Cricket, Gryllus bimaculatus)2009

    • Author(s)
      Yano S., Ikemoto Y., Aonuma H., Nagao T., Asama H.
    • Total Pages
      97-107
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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