ミツバチの尻振りダンスに符号化されたベクトル情報統合の神経機構

• 研究課題/領域番号: 15K14569
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 藍 浩之 福岡大学, 理学部, 助教 (20330897)
• 研究分担者: 池野 英利 兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (80176114)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 脳・神経 / 行動学 / 神経科学 / 昆虫 / 生理学

研究成果の概要

尻振りダンスの追随バチは、尻振り相の時間から蜜源への距離を算出している。本研究では、尻振りダンス特有のパルス状空気振動を触角に与えた時の、脳内振動応答性ニューロン応答特性を調べた。DL-Int-1は、自発発火をする性質があり、連続する複数の振動パルス刺激の間、活動電位の持続的な抑制応答が見られる。DL-Int-1は、GABAを伝達物質とする抑制性ニューロンであり、その後シナプスニューロンであるDL-Int-2はこの連続振動パルス刺激の間、持続的な興奮が見られる。これらの結果より、ミツバチの尻振りダンスの距離の符号化には、抑制性ニューロンによる正確な時間計測のメカニズムが存在することがわかった。

研究成果

• [国際共同研究] Ludwig-Maximilians- Universitat Munchen(Germany)
• [国際共同研究] Ludwig Maximillian Univ. Munich(ドイツ)
• [国際共同研究] Ludwig Maximillian Univ. Munich(ドイツ)
• [雑誌論文] Spatial registration of neuron morphologies based on maximization of volume overlap (2018)
  • 著者名/発表者名: Kumaraswamy Ajayrama、Kai Kazuki、Ai Hiroyuki、Ikeno Hidetoshi、Wachtler Thomas
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 巻: 19 号: 1 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1186/s12859-018-2136-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ミツバチ脳のリバースエンジニアリング －ダンスコミュニケーションに関わる神経機構－ (2018)
  • 著者名/発表者名: 池野 英利, 藍 浩之
  • 雑誌名: 昆虫と自然 巻: 53 (6) ページ: 35-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミツバチコロニーの巣内行動観察システムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋伸弥・橋本浩二・前田佐嘉志・鶴田直之・藍浩之
  • 雑誌名: 人工知能学会論文誌 巻: 32 号: 4 ページ: B-GC2_1-11
  • DOI: 10.1527/tjsai.B-GC2
  • NAID: 130006887097
  • ISSN: 1346-0714, 1346-8030
  • 年月日: 2017-07-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interneurons in the honeybee primary auditory center responding to waggle dance-like vibration pulses (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ai, Kazuki Kai, Ajayrama Kumaraswamy, Hidetoshi Ikeno, Thomas Wachtler
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37(44) 号: 44 ページ: 10624-10635
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0044-17.2017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phototactic behavior of the ambrosia beetle Platypus quercivorus (Murayama) (Coleoptera: Platypodidae) before and after flight (2017)
  • 著者名/発表者名: Long Pham Duy, Yasuto Ito, Ryuichi Okada, Hidetoshi Ikeno, Yuji Isagi, Michimasa Yamasaki
  • 雑誌名: Journal of Insect Behavior 巻: 30 号: 3 ページ: 318-330
  • DOI: 10.1007/s10905-017-9615-3
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ミツバチコロニーの巣内行動観察システムの開発―RFIDセンサと画像処理を併用したコミュニケ―ション行動の自動検出― (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋伸弥、橋本浩二、前田佐嘉志、鶴田直之、藍浩之
  • 雑誌名: 人工知能学会論文誌 巻: 印刷中
  • NAID: 130006887097
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Walking patterns induced by learned odors in the honeybee, Apis mellifera L. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, T., Haupt, S. S., Ikeno, H., Ai, H.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 巻: 219 ページ: 12-16
  • DOI: 10.1242/jeb.123356
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ミツバチのダンス言語の発達の過程 ―RFIDを用いた羽化後20日間の行動観察― (2018)
  • 著者名/発表者名: 藍浩之
  • 学会等名: 第40回ミツバチ科学研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Interneurons in the primary auditory center of the honeybee brain responsive to air vibration pulses as elicited during waggle dance communication (2017)
  • 著者名/発表者名: Wachtler, T, Kumaraswamy, A, Kai, K., Ikeno, H., Ai, H.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2017
  • 国際学会
• [学会発表] ミツバチの尻振りダンスコミュニケーションにおける蜜源への距離情報の符号化回路 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藍浩之
  • 学会等名: 日本動物学会第88回富山大会
  • 招待講演
• [学会発表] Development of honeybee wagle dance and its differences between recruits and scouts (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Ai, Yuuki Kobayashi, Toshiyuki Matake, Shinya Takahashi, Koji Hashimoto, Sakashi Maeda, Naoyuki Tsuruta.
  • 学会等名: JSCPB 2017 Fukuoka
• [学会発表] 二ホンミツバチにおける女王パイピング（トゥーティング、クワッキング）の特徴および分蜂との関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本哲、菅原道夫、池野英利、岡田龍一
  • 学会等名: 日本動物学会第88回富山大会
• [学会発表] ダンス追従バチは複数のダンス蜂を追従する (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡田龍一、池野英利、青沼仁志
  • 学会等名: 日本動物学会第88回富山大会
• [学会発表] 自律分散システムとしてのミツバチ：集団を支える自律分散機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 池野英利
  • 学会等名: 計測自動制御学会第60回自律分散システム部会研究会
  • 招待講演
• [学会発表] ミツバチの個性と役割分化：コミュニケーションの視点から－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 藍浩之
  • 学会等名: 計測自動制御学会第60回自律分散システム部会研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Automatic tracking method for multiple honeybees using backward-play movies (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Kimura, M. Ohashi, R. Okada, K. Crailsheim, T. Schmickl, G. Radspieler, T. Isokawa, H. Ikeno
  • 学会等名: ICIEV-ISCMHT
  • 国際学会
• [学会発表] Virtual computing server for trial use of mathematical model and data analysis software：Sim-P (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Ikeno
  • 学会等名: NIX-odML Global Workshop and Hackathon 2017 in Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of a hypertext tutorial for construction of a standard brain (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Ikeno
  • 学会等名: Advances in Neuroinformatics V
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] RFIDと高解像度ビデオ記録を用いたミツバチ行動自動追跡システムの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藍浩之、高橋伸弥、橋本浩二、前田佐嘉志、鶴田直之
  • 学会等名: 第6回ミツバチシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 尻振りダンス発現までのダンスコミュニケーションの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林裕貴、田中聡至、牛島実佑、楠目晃大、目崇志、藍浩之
  • 学会等名: 第6回ミツバチシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] セイヨウミツバチの自動計数システム (2017)
  • 著者名/発表者名: 野口 凌, 礒川 悌次郎, 池野 英利, 峯本 俊文, 松井 伸之
  • 学会等名: 第6回ミツバチシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] ミツバチコロニーのエネルギー収支の季節変化-成長期と退行期の比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田澪、大橋瑞江、木村敏文、岡田龍一、池野英利
  • 学会等名: 第6回ミツバチシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] ミツバチコロニーの成長と退行特性に関する数理モデル解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 甘中健一、池野英利、岡田龍一、木村敏文、大橋瑞江
  • 学会等名: 第6回ミツバチシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Putative neural circuits of the primary auditory center processing in the pulsed vibration produced by waggle dance of honeybee (2016)
  • 著者名/発表者名: Ai, H., Kai, K., Kumaraswamy, A, Rautenberg, P. Wachtler, T, Ikeno, H. Ai.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lifetime observation of the honeybee behaviors related with waggle dance by using RFIDs and high resolution camera modules. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ai, H., Matake, T., Hagio, H., Takahashi, S., Hashimoto, K., Maeda, S., Trusuta, N.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] Development of automatic monitoring system of honeybee behaviors using RFID reader and imaging processing. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Hashimoto, K., Maeda, S., Trusuta, N., Ai, H.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] Morphological comparisons in a vibration sensitive interneuron in the dorsal lobe of the brain among honeybees of different ages (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Ikeno, Ajayrama Kumaraswamy, Kazuki Kai, Hiroyuki Ai, Philipp Rautenberg, Thomas Wachtler
  • 学会等名: International Conference on Brain Informatics & Health
  • 発表場所: Omaha, Nebraska, USA
  • 年月日: 2016-10-13
  • 国際学会
• [学会発表] ARタグを用いたミツバチ歩行軌跡同時追跡アルゴリズムの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋伸弥、橋本浩二、前田佐嘉志、鶴田直之、藍浩之
  • 学会等名: FIT2016 (第15回情報科学技術フォーラム)
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] A method for evaluation of neural structure based on reconstruction and application to an interneuron in the honey bee brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Ikeno, Ajayrama Kumaraswamy, Kazuki Kai, Hiroyuki Ai, Philipp Rautenberg, Thomas Wachtler
  • 学会等名: INCF Congress 2016
  • 発表場所: Reading, UK
  • 年月日: 2016-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] Interneurons of the primary auditory center of the honeybee brain responsive to pulsed vibration produced by the waggle dance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ai, H., Kai, K., Kumaraswamy, A, Rautenberg, P. Wachtler, T, Ikeno, H. Ai, H.
  • 学会等名: JSCPB 2016 (The 38th Annual meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] Honeybee neurons responsive to the pulsed vibration produced by waggle dance (2016)
  • 著者名/発表者名: Ai, H., Kai, K., Watanabe, H., Itoh, T., Kumaraswamy, A, Rautenberg, P. Wachtler, T, Ikeno, H.
  • 学会等名: 4th INCF Japan Node International Workshop Advances in Neuroinformatics 2016 and 14th INCF Nodes Workshop
  • 発表場所: Saitama
  • 年月日: 2016-05-28
  • 国際学会
• [学会発表] Neuron segmentation plugin for Vaa3D and its application to morphometric analysis of an interneuron in the honeybee brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Ikeno
  • 学会等名: BigNeuron and Big Neuroscience Workshop
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 年月日: 2016-05-26
  • 国際学会
• [学会発表] Honeybee interneurons responsive to the pulsed vibration produced by waggle dance (2016)
  • 著者名/発表者名: Ai, H., Kai, K., Watanabe, H., Itoh, T., Kumaraswamy, A, Rautenberg, P. Wachtler, T, Ikeno, H.
  • 学会等名: International congress of neuroethology 2016
  • 発表場所: Montevideo, Uruguay
  • 年月日: 2016-03-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ミツバチの採餌行動におけるエネルギー収支 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤井穂高，岡田龍一,吉田澪,大橋瑞江，木村敏文，池野英利
  • 学会等名: 日本生態学会第63回全国大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Seasonal changes of energy gain and consumption in a honeybee colony (2016)
  • 著者名/発表者名: YOSHIDA,M.,OHASHI,M.,KIMURA,T.,OKADA,R.,IKENO,H.
  • 学会等名: 日本生態学会第63回全国大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] RFIDと小型HDカメラモジュールを用いたミツバチの尻振りダンス関連行動の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藍 浩之, 高橋伸弥、橋本浩二、前田佐嘉志、鶴田直之
  • 学会等名: 第5回ミツバチシンポジウム
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2016-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] Comprehensive analyses of interneurons arborizing in the primary vibration center in honeybee brain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ai, H., Kai, K., Watanabe, H., Kumaraswamy, A, Rautenberg, P. Wachtler, T, Ikeno, H. Ai, H.
  • 学会等名: CompBiol 2015
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2015-12-11
• [学会発表] A method for construction and application of standard brain model based on the confocal images (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeno, D. Miyamoto, T. Kazawa, R. Kanzaki,
  • 学会等名: Advances in Neuroinformatics2015 tutorial session
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Development of protocol and software for registration in situ hybridization image into the standard brain (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeno, D. Miyamoto, Y. Okamura-Oho, H. Nishibe, A. Sato, T. Furuichi, R. Kanzaki
  • 学会等名: Advances in Neuroinformatics 2015
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 学習した匂いと尻振りダンス振動によって誘発されるミツバチの歩行の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下俊也、池野英利、長谷川雄二、伊東綱男、藍 浩之
  • 学会等名: 日本動物学会第86回大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] ツバチの出巣・帰巣モニタリングのためのアレイ型赤外線素子を用いた熱画像撮影装置の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩二、前田佐嘉志、藍 浩之
  • 学会等名: バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ2015
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-06-18
• [学会発表] ミツバチ歩行軌跡の複数個体同時追跡アルゴリズムを用いた尻振りダンス軌跡の抽出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋伸弥、井出翔太、鶴田直之、藍 浩之
  • 学会等名: 人工知能学会全国大会2015
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 2015-05-30
• [学会発表] ミツバチにおける学習した匂いによって誘発される歩行の経時変化と音刺激による影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下俊也、Haupt, S.S.、池野英利、伊東綱男、藍 浩之
  • 学会等名: 日本動物学会九州支部第68回大会（三学会合同福岡大会）
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-05-23
• [図書] 脳地図作成の概要とソフトウェア（昆虫の脳をつくる、第8章） (2018)
  • 著者名/発表者名: 池野英利、岩月知香、神崎亮平
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 標準脳作成の実際（昆虫の脳を作る、第9章） (2018)
  • 著者名/発表者名: 池野英利、岩月知香、後藤昴彦、宮本大輔、神崎亮平
  • 総ページ数: 39
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 虫の鼻はどこ？電気で測る触角の働き―カイコガのフェロモン腺の観察と触角電図による匂い応答解析―、研究者が教える動物実験 第1巻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藍 浩之
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 共立出版
• [図書] パブロフのミツバチ―餌の匂いはどれ？―、研究者が教える動物実験 第3巻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐倉 緑、岡田龍一、藍 浩之
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 共立出版
• [図書] ダンゴムシのジグザグ歩行―迷路を用いた交替性転向反応の観察とその仕組みの検討―、研究者が教える動物実験 第3巻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森山 徹、弘中満太郎、藍 浩之
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 共立出版
• [図書] コンピュータで再現！神経活動 神経細胞の電気的活動シミュレーション－、研究者が教える動物実験 第2巻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池野英利
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 共立出版
• [備考] 世界初ミツバチのダンスから蜜源への距離を読み取る脳機構に関する新発見が『J.Neurosci』に掲載
  • URL: https://wwwfukuoka-u.ac.jp/research/column/17/11/15135258.html
• [備考] 蜜蜂が蜜源への距離を読み取る仕組みを発見
  • URL: http://www.u-hyogo.ac.jp/shse/koho/prev/index.html
• [備考] Bee research may redefine understanding of ...
  • URL: https://www.japantimes.co.jp/news/2017/11/28/national/science-health/bee-research-may-redefine-understanding-intelligence/#.WwTLJkjRCUk
• [備考] How honeybees read the waggle dance
  • URL: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171009135435.htm
• [備考] How Honeybees Read the Waggle Dance
  • URL: http://neurosciencenews.com/honeybee-waggle-dance-7697/
• [備考] ミツバチの振動情報処理に関わる脳内神経機構に関わる日独共同研究 Ginjang
  • URL: https://projects.g-node.org/ginjang/index.html
• [備考] 日独共同研究＿ミツバチ言語解読の神経機構の計算機神経科学的研究チーム
  • URL: https://projects.g-node.org/ginjang/index.html