Neuronal mechanisms of visual prey recognition in zebirafish

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07494
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: Akira Muto 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 客員研究員 (00525991)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 神経科学 / 視覚 / 捕獲行動 / 動物行動 / カルシウムイメージング / GCaMP / ゼブラフィッシュ

Outline of Final Research Achievements

Many diurnal animals show prey capture behavior based on visual information of the prey. The entire functional neuronal circuits for this visual behavior is not characterized. We aimed to identify brain areas that are involved in the process of prey capture, from visual perception of the prey to capturing of the prey, utilizing calcium imaging. We screened zebrafish gal4 strains with specific brain expression for neuronal activity during prey capture, by crossing it with UAS:GCaMP line. In the screen we observed that midbrain optic tectum, pretecal area, inferior lobes of the hypothalamus, and vagal lobes are activated during prey capture in free swimming larval zebrafish.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳の働きをリアルタイムで可視化することは、脳がどのような仕組みで動作しているのかを調べるうえで非常に有効な手法である。稚魚の時期にはまだ体や脳が透明であるゼブラフィッシュと、タンパク質性の蛍光カルシウム指示薬GCaMPを利用して、脳活動の脳活動の計測を行い、一つの動物行動がどのような神経回路により作り出されているのかを網羅的に示すことができた。脳活動が、感覚情報の処理から判断、運動という出力を作りだす過程を可視化することで、感覚情報処理と動機を伴う行動発現とがどのような神経回路の接続によりつながっているのかの一端を明らかにすることができた。