2017 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫のゾンビ化から紐解く生物の多様な振る舞いの源泉
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17H06150
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
大須賀 公一 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50191937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 将人 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20323826)
青沼 仁志 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (20333643)
李 聖林 広島大学, 理学研究科, 准教授 (50620069)
小林 亮 広島大学, 理学研究科, 教授 (60153657)
佐倉 緑 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)
杉本 靖博 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70402972)
石黒 章夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (90232280)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | ゾンビ化 / 運動制御 / 陰的陽的制御 / 制御構造 / 振る舞いの源泉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は，重点的に「実験環境の整備」と「コオロギのゾンビ化の基礎検討」を行った．
１）実験環境の整備：ゾンビ化による源泉の特定実験のためには，次の３つの準備を行った．
準備１：内部構造の同定：コオロギの内部構造のディジタルマップを求める準備を行った．具体的には，マイクロCTを用いて詳細な内部構造の３次元データ取得を行った．初年度は，複数のコオロギについて３次元データを取得し，統計的に脳神経系のトポロジカル・ディジタルマップを構築するための準備を行った．
準備２：脳神経系への薬剤注射：本研究では，コオロギの脳神経のディジタルマップと連動する注射器位置決め装置を有した固定具を開発しなくてはならない．初年度は基礎検討を行い第ゼロ試作機を製作した．
準備３：振る舞い実験：準備１，２によって生み出されるゾンビコオロギはゾンビレベルが高くなるにつれて自発的な振る舞いはみせなくなる．そこで，振る舞いを誘発するように刺激することを考える．そのため初年度は，振る舞い誘発機能を有し，歩容の変化を定量的に測定する機能を備えたゾンビコオロギ「振る舞い」測定システムの概念設計を行った
２）昆虫のゾンビ化基礎検討：初年度は，すでに我々が行った予備実験を踏まえて，コオロギのゾンビ化についての基礎検討を行った．具体的には，上の実験環境の整備と共に，(a)脳神経系の部位と役割についての調査と確認，(b)脳神経系に投与する薬剤カクテルの配分，量，注射箇所数など検討，(c)脳神経系への薬剤カクテルの注射方法の検討を行い，次年度に向けての基礎データを獲得した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，コオロギの脳に薬剤を注射することで脳機能と身体運動を分離させる手法，ゾンビ化がコア技術になる．それに対して，本年度は，その処置を支援するゾンビ化支援システムの概念設計と基礎検討用試作機が完成したので，その目的は達成されたと言える．また，どのような薬剤（複数の薬剤を適切に配合される必要がある）を脳に投与すればいいかをさぐるために，本研究の規範となる自然界に生息するカリバチの毒の成分を調査し，それと類似した薬剤のレシピができてきた．そして，ゾンビ化ができたときにどのような実験場で運動データを取得すれば良いかの概念設計もできた．以上から，本年度は当初計画にそった成果がおおむね得られたと言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは，初年度で得られた成果（ゾンビ化支援システムの基礎試作機とゾンビ化のための薬剤レシピの第一次試作）をベースに，より完成度をたかめる．さらに，ゾンビ化コオロギの運動データを取得するためのトレッドミルシステムの試作を行う．それと同時に，どのような実験を行えば，昆虫の運動発現の源泉は上位脳ではなく身体（および最小限の神経細胞群と場との干渉）の特性にあることを明確に示すことができるかの実験設計を行う．
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