Neuronal control of gear for flapping flight

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21414
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Namiki Shigehiro 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (40567757)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: はばたき飛行 / ハルテア / 飛翔神経叢 / ギアボックス / 神経細胞

Outline of Final Research Achievements

We have explored the neuroanatomy of cells innervating the flight and the haltere neuropils which are neural circuits involved in flight control. We found new types of neurons that were not previously identified: cWIN-IA had an input area from the flight neuropil, cWIN-IB had an input area from the flight neuropil plus the haltere neuropil, and both had output regions in the anterior part of the contralateral flight neuropil. cWIN-II had an input area in the flight neuropil and, output region in the posterior part of the contralateral flight neuropil. output to the posterior part of the flight plexus. Morphological analysis suggested that both cell types had synaptic connections with motoneuron mnb1 to the indirect flight muscles (basalar muscle 1), which play an important role in flight maneuvers.

Free Research Field

神経行動学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

昆虫は巧みな飛行能力を持ち、ハチをはじめとする飛行昆虫の研究は、ドローンの研究開発に大きく貢献をしてきました。本研究では、モデル昆虫のショウジョウバエを対象として、飛行を制御する神経回路の構造を分析しました。昆虫の神経系では、速い情報処理を行うために軸索の直径が拡大した神経細胞が使われていることがあります。今回の研究では、拡大した軸索をもつ神経細胞を、新しく3種類特定しました。それぞれ神経節の両側を接続するものであり、両半身の高速な情報伝達を担うことが予想され、飛行の制御において重要な役割を持つと考えられます。