2019 Fiscal Year Research-status Report
昆虫のナビゲーションにおける方向選択の神経基盤の解明
| Project/Area Number |
19K06766
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
佐倉 緑 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 昆虫 / 偏光 / 場所学習 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、コオロギの偏光定位行動と罰学習を組み合わせた新たな実験パラダイムにより、特定のe-ベクトル方向への定位を学習する際の中心複合体偏光感受性ニューロンの応答変化を調査し、ナビゲーションに関わる方向選択の神経基盤を明らかにすることを目的としている。
今年度はまずコオロギを用いた場所学習の評価を行った。モリスの水迷路学習を応用した「熱迷路」学習の実験系を確立し、特定の偏光パターンとゴールとの位置関係を学習させた。その結果、コオロギは訓練を繰り返すに従って、より早く短い軌跡でゴールにたどり着くようになった。このような行動変化は偏光パターンとゴールとの位置関係が試行ごとに変化するような条件では観察できず、彼らが偏光情報に基づいて空間を認識することが明らかとなった。また、場所学習の訓練によって空間内での探索行動パターンが変化し、より効率的な探索を行うようになることも確認できた。これらの結果はコオロギが事前の経験によって偏光刺激に対する行動を柔軟に変化させ得ることを示しており、今後の罰学習実験の基礎的データとなるものである。現在は、ナビゲーション行動の観察と脳神経細胞からの活動記録を同時に行うため、同様の実験系をトレッドミル上で再現できるように、レーザーによる熱刺激とトレッドミルの回転からクローズドループで偏光刺激を制御できるシステムを構築し、上に示したような学習行動が再現できるかどうか確認中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度はまず今後の実験を進める上での基礎的なデータ集めと実験系の構築を行った。データ集めに関してはすでに終了し、成果を論文にまとめている。実験系の構築も予定通りすすんでおり、学習行動が再現できることを確認中である。来年度から予定通り電気生理学的実験との併用をすすめることができると考えており、おおむね順調に進展していると評価した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度構築した実験系を用いて、トレッドミル上での方向学習についての詳細な解析を行うとともに、電気生理学的実験との併用についての検討を行う。具体的には、ガラス吸引電極を用いた視葉の偏光感受性ニューロンからの記録と微小ワイヤ電極を用いた中心複合体からの記録について、安定して長時間記録ができるような方策を検討し、行動変化と神経活動の同時記録を目指す。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染拡大防止のために予定していた出張が中止になり、またそれによって予定していた実験が翌年に持ち越しになったため。来年度はこれらの実験を実施することで予定通りの支出を見込んでいる。
|
