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コーディング手法を用いた異種感覚情報統合の神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J02077
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 脳計測科学
研究機関北海道大学

研究代表者

染谷 真琴  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード神経科学 / 多感覚統合 / 線形加算 / 聴覚 / 機械感覚 / 昆虫 / 同定ニューロン
研究実績の概要

動物は複数の感覚器官から得られた情報を神経系で統合し,周囲の環境を正確に知覚する。しかし,複数の感覚器官で検出された同一の出来事・対象物に関する情報がどのように脳・神経系で統合されるのかは未知な部分が多い。そこで本研究は,感覚情報処理における各細胞の役割が判明しているコオロギの聴覚系および気流感覚系に着目することで,この問題にアプローチした。コオロギ聴覚回路において,聴覚細胞であるascending neuron 2(AN2)は,鼓膜器官を介して捕食者であるコウモリが発する超音波エコーに応答し,その神経応答が逃避行動を誘発させることが判明している。本研究は,超音波エコーのみならず,同じく捕食者の接近の手がかりとなる気流刺激に対してもAN2がスパイク応答を示し,聴覚と気流感覚入力を線形に足し合わせることを明らかにした。気流を検出する尾葉と呼ばれる感覚器官を切除するとAN2の気流応答が消失したことから,AN2は鼓膜と尾葉から感覚入力を受けると分かった。さらに,聴覚と気流感覚入力の線形加算による神経応答の増加に伴い,バーストと呼ばれる特徴的な高頻度発火が観察された。先行研究から,AN2はこのバースト発火を用いて音圧・音源位置などの音情報を符号化し,かつ飛行中のコオロギに逃避行動を誘起させることが判明している。よって本研究の結果は,捕食者であるコウモリが接近する際に生じる超音波エコーと気流刺激を,聴覚二次神経細胞であるAN2が統合し,逃避行動を適切に誘起できることが示唆された。これは,捕食者という特定の対象物に関する情報が,情報処理の初期段階に位置する単一の細胞において線形に統合されていることを意味する。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Multisensory enhancement of burst activity in an insect auditory neuron2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Someya and Hiroto Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 139-148

    • DOI

      10.1152/jn.00798.2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Auditory modulation of wind-elicited walking behavior in the cricket, Gryllus bimaculatus.2015

    • 著者名/発表者名
      Matasaburo Fukutom, Makoto Someya, and Hiroto Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 218 ページ: 3968-3977

    • DOI

      10.1242/jeb.128751

    • NAID

      120005890025

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Multisensory integration of auditory and mechanosensory inputs in identified projection neuron in the cricket2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Someya and Hiroto Ogawa
    • 学会等名
      第40回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Coincident multisensory inputs enhance burst activity via large and long-lasting EPSPs in insect auditory neuron2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Someya and Hiroto Ogawa
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 47th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multisensory integration in early stage of sensory processing of cricket2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Someya and Hiroto Ogawa
    • 学会等名
      第39回 日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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