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微小脳システムにおける異種感覚選択行動の神経機構

研究課題

研究課題/領域番号 11168234
研究種目

特定領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関福岡大学

研究代表者

横張 文男  福岡大学, 理学部, 教授 (20117287)

研究分担者 西川 道子  福岡大学, 理学部, 助手 (30078563)
藍 浩之  福岡大学, 理学部, 助手 (20330897)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
69,700千円 (直接経費: 69,700千円)
2001年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
2000年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
1999年度: 53,100千円 (直接経費: 53,100千円)
キーワード昆虫 / ワモンゴキブリ / 湿度感覚 / 温度感覚 / 前大脳側葉 / 前大脳キノコ体 / 中大脳触角葉 / 触角感覚系 / 触角 / 中大脳 / 前大脳 / 接触化学感覚 / 嗅感覚 / 湿度定位行動 / 湿度刺激 / 中大脳背側葉 / 行動解析
研究概要

<行動解析>昆虫の湿度環境を検索し特定の湿度環境に留まる行動をワモンゴキブリを用いて解析した。定常的な湿度勾配のある円形のアリーナに4日間無摂水のワモンゴキブリを入れると、装置内の側壁にそって走り回る行動の後、乾環境よりも湿環境に長く滞在するようになった。そのおもな行動学的原因は、湿環境では乾環境での行動と比較して、1)空間的な移動を伴わない行動が増加すること,2)歩行速度が低下すること、3)歩行の曲がり(deg/cm)が増加することにあることがわかった。次に、摂水場所に到達する行動について解析し結果、摂水場所を発見し到達するまでの行動は、先ず1)高湿度を検出して立ち止まり、2)立ち止まったまま、触角と首を振って湿度勾配を検出(水のある方向を検出)し、3)より高湿度側に向かって歩行することの連続的な行動で組み立てられていることがわかった。
<生理・形態学的解析>ワモンゴキブリの湿度温度感受性の中大脳投射ニューロンについて細胞内記録染色を行い、応答特性とニューロンの形態的特徴を明らかにした。湿度および温度受容ニューロンが中大脳触角葉の特定の糸球体複合体に終末していることは明らかにしていたが、今回の実験によって湿度および温度感受性の中大脳投射ニューロンの入力部位はこれらの糸球体複合体であることが明らかになった。投射先は前大脳の側葉とキノコ体傘部の特定の場所であることが判明した。さらに側葉には機能的部域性があり、中大脳湿度感受性ニューロンと中大脳温度感受性ニューロンの投射先は側葉内の異なる部分であることが判明した。また、分子遺伝学手法による研究結果から、脊椎動物の嗅球やショウジョウバエの触角葉では特定の受容タンパク質を発現している1種類の嗅感覚ニューロンは特定の1つの糸球体に終末するとされているが、今回の結果からこの1対1の関係は必ずしも一般化できないことが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2002 研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] Hiroshi, Nishino et al.: "Projection neurons originating from thermo-and hygrosensory glomeruli in the antennal lobe of the cockroach"J.Comp.Neurol.. 455. 40-55 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa et al.: "Three-dimensional reconstruction and morphometric analysis of the antennal lobe in the cockroach"Comp.Biochemi.Physiol.A. 134. 221 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroaki Ai et al.: "Spatio-temporal properties of synchronous responses evoked by odorant stimulation in glomeruli of the cockroach antennal lobe"Chemical Senses. 28. 1471 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa et al.: "Three-dimensional analysis on the glomerular organization in the antennal lobe of the cockroach"Zoo.Sc.. 19. 1471 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroyuki Ai et al.: "Spatio-temporal properties of responses evoked by odorant stimulation in glomeruli of the cockroach antennal lobe"Jpn.J.Taste Smaell Res.. 9. 341-344 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Mizunami et al.: "Exploration into the adaptive design of the arthropod "Microbrain""Zoological Science. 16. 703-709 (1999)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio Yokohari: "Atlas of Arthropod sensory receptors"Springer Verlag. 220 (1999)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Nishino et al.: "Projection neurons originating from thermo- and hygrosensory glomeruli in the antennal lobe of the cockroach"J. Comp. Neurol.. 455. 40-45 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa et al.: "Three-dimensional reconstruction and morphometiric analysis of the antennal lobe in the cockroach"Comp. Biochemi. Physiol. A.. 134. 221 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroaki, Ai et al.: "Spatio-temporal properties of synchronous responses evoked by odorant stimulation in glomeruli of the cockroach antennal lobe"Chemical Senses. 28. 1471 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa et al.: "Three-dimensional analysis on the glomerular organization in the antennal lobe of the cockroach"Zool. Sc.. 16. 1471 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroaki, Ai et al.: "Spatio-temporal properties of responses evoked by odorant stimulation in glomeruli of the cockroach antennal lobe"Jpn. J. Taste Smell Res.. 9. 341-344 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Mizunami et al.: "Exploration into the adaptive design of the arthropod "Microbrain""Zool. Sci.. 16. 703-709 (1999)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fumio Yokohari, eds. Eguchi and Tominaga: "Hygro- and thermoreceptors, in Atlas of arthropod sensory receptors"Springer Verlag. 191-210 (1999)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Nishino: "Hygro-and thermoreceptive interneurons in the cockroach brain"Zool. Sci.. 18. 105 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa: "Calycal input neurons and their sensory modalities in the cockroach brain"Zool. Sci.. 18. 105 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa: "Topography of deutocereaabral neuropils for antennal sensory afferents in cockroaches"Neuroethol. Abstr.. 6. 244 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Ai: "Two types of mechano-sensory bristles existing along the wing margin of the silkworm moth Bombyx mori"Zool. Sci.. 18. 102 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Ai: "Specialized mechano-sensory bristle existing along the wing margin of silkmoth Bombyx mori"Neuroethol. Abstr.. 6. 186 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroyuki Ai: "Spatio-temporal analysis of neural activity in insect primary olfactory center by using an optical recording method"Comp. Biochem. Physiol. A. 130. 869-870 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Mizunami: "Exploration into the adaptive design of the arthropod"Microbrain""Zool.Sci.. 16. 703-709 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 西川道子: "昆虫キノコ体への入力ニューロン"比較生理生化学. 16. 155 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Iwasaki: "Ultrastructural analysis of modular subunits in the mushrrom bodies of the cockroach."J.Electron Microsc.. 48(1). 55-62 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa: "Topography of the antennal afferent pathways in the brain of the insect."Comparative biochemistry and physiology. 124A. 133 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Iwasaki: "Fine structures of modular subunits in the mushroom bodies of the cockroach."Comparative biochemistry and physiology. 124A. 133 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Taichi Ifuku: "Behavioral analysis of humidity orientation in the cockroach, Periplaneta americana."Comparative biochemistry and physiology. 124A. 133 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Yokohari: "Hygro-and thermoreceptors.In Atlas of sensory receptors of arthropods"Springer Verlag. 220 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Mizunami: "Exploration into the adaptive design of the arthropod "microbrain""Zool.Sci.. 16. 703-709 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Taichi Ifuku: "Behavioral analysis of humidity orientation in the cockroach,Periplaneta americana"Comp.Biochem.Physiol.. 124A. 133-133 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa: "Topography of the antennal afferent pathways in the brain of the insect"Comp.Biochem.Physiol.. 124A. 133-133 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Michiko Nishikawa: "Central projections of the antennal sensory neurons on the cockroach brain"Chemical Ecology. 1. 109-110 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Iwasaki: "Ultrastructural analysis of modular subunits in the mushroom bodies of the cockroach"J.Electron Micro.. 48(1). 55-62 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masayuki Iwasaki: "Fine structure of modular subunits in the mushroom bodies of the cockroach"Comp.Biochem.Physiol.. 124A. 133-133 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Yokohari: "Atlas of arthropod sensory receptors(分担:Hygro-and thermoreceptors)"Springer Verlag. 220 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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