2019 Fiscal Year Research-status Report
A study utilizing ethological and genomic methods to understand the evolution of intelligence in cephalopods by measuring high cognitive abilities of bobtail squids
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19K15901
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
杉本 親要 沖縄科学技術大学院大学, 分子遺伝学ユニット, 研究員 (00813718)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ダンゴイカ / 高次認知能 / コミュニケーション / 空間認知 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ダンゴイカ類の高次認知能について、コミュニケーション能と空間認知能に着目した評価のための行動実験を進めた。評価の第一段階として、両認知能を想定したLEDライトの点滅パターン（点滅あり・なし）および図形パターン（マル・バツ型）それぞれと、ダンゴイカ類にとって報酬となる潜砂行動（砂に潜る行動）の結び付きを学習できるかどうか検証した。
光源として、ダンゴイカ類の可視光である青緑色（494 nm）の光を、光ファイバーを通して提示することにより、反応をスムーズに引き出すことに成功した。不透明な隔壁により水槽内を２区画に分け、各区画奥の水底付近に光源およびその手前に砂地を設置し、両区画を見通せる位置をスタート地点とした。点滅ありまたはマル型の区画を正解とし、他方を不正解として砂地上面に設置した透明板により潜砂不可とした。不正解の砂地を選んだ個体に対し、罰としてゴムキャップにより体を軽く押しながら、正解の砂地まで誘導した。
複数の実験供試個体へ、1日に１度実験を行ったところ、経過日数に応じて自発的に正解の砂地を選択する個体が増加した。また、コントロールとして、光源点灯をしない実験では、正解の砂地を選択する個体が減少した。これらのことから、ダンゴイカ類は、光源の点滅および図形パターンと潜砂の素早い連合学習が可能であることが示唆された。このことは、人工的な光刺激の違いをダンゴイカ類が認識することに加え、環境中を把握する際のヒントとして利用可能であることを示している点で重要である。そのため、学習した内容を記憶し、利用できるのかどうかを調べる次段階の実験に向けた意義のある結果である。また、本研究で開発した光ファイバー手法は、同一の実験装置で容易に点滅刺激と図形刺激を提示可能であり、コミュニケーション能と空間認知能という異なる認知能を同じ刺激源で評価できるという強みがある。
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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
海水温異常が主な要因と考えられる環境影響により、計画段階で想定していたダンゴイカ類が入手できないといった問題があった。しかし、代替種の使用により、本年度に予定していた研究内容は概ね達成できたと考えられる。本年度実施した、ダンゴイカ類のコミュニケーション能と空間認知能の学習実験について、計画段階で想定していた種に対しても行う予定のため、代替種との比較データを得ることができることから、計画以上の成果を見込める可能性がある。計画段階で想定していた種については、本年度末に無事に入手することができ、現在、順調な飼育実験を続けられていることから、計画を予定通り遂行可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、コミュニケーション能と空間認知能に関してダンゴイカ類が学習した内容をどの程度長く記憶できるのか、また、学習内容を利用することでさらなる課題をクリアすることができるのかについて検証する行動実験を計画通り進める予定である。現在、計画段階で想定していた種についての飼育実験が順調に進んでいるため、コミュニケーション能と空間認知能それぞれを学習する群に分けた飼育実験を継続するとともに、成長段階に応じ、行動の遺伝的背景を探るため、DNA採集からRAD-seq解析までの遺伝子解析も順次進めていく。
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| Causes of Carryover |
当初購入を予定していた行動解析ソフトの購入を取りやめたことにより、次年度への繰越が発生した。この解析ソフトで想定していた行動解析について、フリーソフトで実現することが可能となったため、購入を取りやめた。繰越分については、ダンゴイカ類の代替種使用のために生じた飼育および行動実験の拡大分に主に使用する予定である。
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