2021 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of an Experimental Paradigm for Conditioned Place Avoidance Learning in Planarians
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20K03502
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| Research Institution | Bunkyo University |
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Principal Investigator |
田積 徹 文教大学, 人間科学部, 教授 (10410961)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | プラナリア / 条件性忌避学習 / 塩水 / 触覚刺激 / 明暗刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2年目は、引き続きプラナリアが条件性忌避学習を獲得する塩水濃度を調べた。手続きは、1日目は底面の半分に砂・残りの半分には何もついていない時計皿に水だけを入れて、30分間各プラナリアの条件づけ前の選好を調べた（ベースライン）。そして、プラナリア毎に選好した刺激だけがある時計皿に塩水（3・5・7・9日目）、非選好の刺激だけがある時計皿に水（2・4・6・8日目）を入れて対呈示した（30分間）。統制条件では2日目から9日目までいずれも水と対呈示した。10日目は1日目と同じ手続きで、条件づけ後の選好を測定した（テスト）。
これまでに、1つの塩水濃度条件で、テストにおいて統制条件よりも大きく滞在時間の減少を示したデータが得られたが、繰り返して実験をした結果リプリケートされなかった。時計皿の性質上、周辺部から中心へと離れるにつれて水深が生じるため、上記の実験中に水面に浮かんで泳いでいる個体が見受けられ、底面の刺激に接触していない可能性があった。今年度は条件づけ時の水量を減らして底面の刺激への接触機会を高めて、再度実験を行なったがリプリケートされなかった。
時計皿の場合、水量を減らしてもプラナリアが水面に浮かぶとCSに接触しない場合が生じる。そこで、プラナリアへのCS呈示を確実に行うために明暗刺激を用いることとし、2年目の残りの期間はそのための装置を製作し、予備実験を行なった。その結果、統制群はテストでは明るい領域での滞在割合がベースラインでのそれよりも増加し、明るい領域への馴化を示した。一方、実験群では、塩水を暗い領域で呈示した条件づけ後のテストにおいて、明るい領域での滞在割合がベースラインでのそれよりも増加せず、馴化も示されなかった。これらの結果は、塩水が呈示された暗い領域にプラナリアが留まることを示しており、塩水がプラナリアにとって嫌悪以外の特性を持つのかについて現在検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究がスタートして2年目が終了したが、プラナリアが条件性忌避学習を獲得する塩水濃度を明らかできていない。1つの塩水濃度条件で条件性忌避学習の獲得を示すデータが得られたが、リプリケートされなかった。これらの実験で異なることを詳細に検討したところ、時計皿の下から照明するライトの強度（ルクス）が異なっていることが判明した。このパラメータが何を意味するのかはわからないが、全てのパラメータを揃えて再実験する必要があると考えている。3年目にあたる今年度は消去・復位までの実験を行なう計画となっており、現時点で条件性忌避学習を獲得する塩水濃度を明らかできていないことから、進捗状況はやや遅れていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
塩水を嫌悪刺激に用いたプラナリアの条件性忌避学習を調べた研究はこれまでに行なわれていないことから、頑健なデータが得られない可能性がある。くわえて、明暗をCSとした条件性忌避学習の予備実験の結果から、塩水がプラナリアにとって嫌悪以外の特性を持つ可能性がある。
これまでに、プラナリアは電気ショックをUSとした古典的条件づけを獲得できることが示されており（Baxter & Kimmel, 1963; Jacobson, Horowitz, & Fried, 1967）、また、395-405nmのブラックライトを忌避することが報告されている（Paskin, Jellies, Bacher, & Beane, 2014)。これらを踏まえ、電気ショックやブラックライトをUSとした条件性忌避学習を調べる実験に変更することを視野に入れている。
明暗をCSとした条件性忌避学習の予備実験をおこなったところ、統制群はテストでは明るい領域での滞在割合がベースラインでのそれよりも増加し、明るい領域への馴化を示した。一方、実験群では、塩水を暗い領域で呈示した条件づけ後のテストにおいて、明るい領域での滞在割合がベースラインでのそれよりも増加せず、馴化も示されなかった。さらに、塩水を明るい領域で呈示した条件づけ後のテストにおいても、明るい領域での滞在割合がベースラインでのそれよりも増加しなかった。これらの予備実験の結果から、プラナリアにとって塩水は報酬ではないことは明らかである。したがって、塩水はプラナリアにとって報酬や嫌悪の特性を持つのではなく、生理学的な効果や薬理学的な効果を引き起こし、馴化学習やその他の学習の表出を阻害するのかもしれない。使用するUSの変更に加えて、上記の仮説を検証していこうと考えている。
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| Causes of Carryover |
当初の計画では、VideoTrackシステムを購入する予定であったが、同時に開発していた別の行動測定システムのセットアップが完了したので、VideoTrackシステムの購入を延期していた。本年度に行動測定システムの妥当性と信頼性を実験しながら検証し、それらが使用に耐えうるものであると判断したため、VideoTrackの購入のために繰り越した金額は使用しなかった。次年度に繰り越した金額は、今後の研究の推進方策で書いた実験を行なうための装置の購入に使用する。
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