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フライトシミュレータを用いたミツバチの餌場学習の神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07439
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 動物生理・行動
研究機関神戸大学

研究代表者

佐倉 緑  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード昆虫 / 偏光 / 経路積算 / ナビゲーション / 学習 / 中心複合体
研究成果の概要

ミツバチの経路積算のメカニズムを解析するため、ミツバチに距離を知覚させるオプティックフロー刺激と方向を知覚させる偏光刺激を与え、その時の飛行軌跡を飛行姿勢のビデオ映像から推定するフライトシミュレータを構築した。ミツバチの偏光に対する飛行応答を解析したところ、彼らが偏光刺激に対して定位行動を示すことが明らかとなった。また野外で採餌訓練を行った個体の定位方向解析した結果、自然光、人工偏光どちらに対しても採餌航行時に受容した偏光への定位が確認できた。また複数の偏光パターンを組み合わせて訓練することにより、加算されたベクトル方向へ定位が発現し、経路積算が実現されることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物のナビゲーションは様々な刺激を統合する複雑な行動であり、その時々で最適なルートを選択する必要があるが、そのメカニズムについてはほとんど明らかとなっていない。本研究では、ミツバチがある程度以上の長距離を航行する際に経路積算によってショートカットルートを選択することが示され、効率的なナビゲーションを実現することが明らかとなった。今後、種々の視覚刺激に対する応答の変化をさらに解析することで、複雑なナビゲーションを実現する仕組みが明らかとなることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Free University of Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Free University of Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Markerless visual servo control of a servosphere for behavior observation of a variety of wandering animals2019

    • 著者名/発表者名
      Iwatani Y, Ogawa H, Shidara H, Sakura M, Sato T, Hojo MK, Honma A, Tsurui-Sato K
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 33 ページ: 183-194

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.02.010

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuroethology of the Waggle Dance: How Followers Interact with the Waggle Dancer and Detect Spatial Information2019

    • 著者名/発表者名
      Ai Hiroyuki、Okada Ryuichi、Sakura Midori、Wachtler Thomas、Ikeno Hidetoshi
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 10 号: 10 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3390/insects10100336

    • NAID

      120006843570

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neural mechanisms of animal navigation.2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura KD, Sato M, Sakura M
    • 雑誌名

      Proceedings os 6th International Conference DAPI

      巻: 印刷中 ページ: 65-81

    • DOI

      10.1007/978-3-319-91131-1_5

    • ISBN
      9783319911304, 9783319911311
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 動物ナビゲーションの神経基盤2018

    • 著者名/発表者名
      木村 幸太郎,佐藤 正晃,佐倉 緑
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 72 ページ: 512-518

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ミツバチの天空コンパスナビゲーション -空を見て方向を知るしくみ2018

    • 著者名/発表者名
      佐倉 緑、岡田 龍一
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 72 ページ: 2-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 昆虫の偏光視に基づくナビゲーション2017

    • 著者名/発表者名
      佐倉 緑
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 1 ページ: 188-193

    • NAID

      40021807160

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 緻密な行動操作?:ハリガネムシ感染コオロギにおける活動パターンの状況依存性2020

    • 著者名/発表者名
      大林 奈園,岩谷 靖,Chiu M-C,佐々木 淳成,佐倉 緑,佐藤 拓哉
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] チョウセンカマキリにおけるハリガネムシによる行動操作とその生理メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木淳成,Chiu M-C,木村文,大石紗友美,青沼仁志,橋口康之,三品達平,武島弘彦,佐藤拓哉,佐倉緑
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] セイヨウミツバチの採餌経験に基づく偏光定位行動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      上野 由雅,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparative study of olfactory responses to the oriental orchid flower in Japanese and European honeybees.2019

    • 著者名/発表者名
      Otani M, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理学会第41回東京大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bees decide their flight direction based on the polarized-light pattern in the sky.2019

    • 著者名/発表者名
      Ueno Y, Onishi H, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理学会第41回東京大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A test of the extended phenotype in a host-parasite system: the gene expressions in the horsehair worm and its host2019

    • 著者名/発表者名
      Chiu M-C, Oishi S, Sakura M, Tanabe A, Hashiguchi Y, Mishina T, Takeshima H, Matsuzaki S, Nakajima N, Sato T
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Life history of navigational exploration and social communication in honeybees2019

    • 著者名/発表者名
      Chen X, Okada R, Walter S, Sakura M, Xing Y, Menzel R
    • 学会等名
      13th Goettingen Meeting of the German Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Honeybees choose their way to home using e-vector information from the sky2018

    • 著者名/発表者名
      Sakura M, Onishi H, Okuyama A, Matoba N, Kobayashi N, Okada R
    • 学会等名
      International Congress for Neuroethology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フタホシコオロギの視覚情報に基づく場所記憶形成2018

    • 著者名/発表者名
      松原 伸明,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ミツバチの嗅覚-味覚連合学習におけるオクトパミンの役割2018

    • 著者名/発表者名
      小林 樹里,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Place memory based on visual information in the cricket Gryllus bimaculatus2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara N, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理学会第40回神戸大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フタホシコオロギにおける視覚情報に基づく場所記憶の形成2017

    • 著者名/発表者名
      松原 伸明、佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ミツバチは天空のe-ベクトル情報に基づいて飛行方向を決定する2017

    • 著者名/発表者名
      佐倉 緑、奥山 晶子、的場 なつみ、小林 宜弘、岡田 龍一
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ミツバチはなぜ迷子にならないのか?2017

    • 著者名/発表者名
      佐倉 緑
    • 学会等名
      ミツバチサミット2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Place memory based on visual information in the cricket Gryllus bimaculatus.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsubara N, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第39回福岡大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes in biogenic amine levels and locomotion activities in the praying mantis Tenodera angustipennis and Hierodula perifella caused by the parasitic horsehair worm Chordodes sp.2016

    • 著者名/発表者名
      Kimura F, Aonuma H, Sato T, Sakura M
    • 学会等名
      ICZ/ZSJ 2016
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between brain octopamine levels and locomotion activity based on fighting experiences in the male cricket Gryllus bimaculatus.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Y, Sakura M
    • 学会等名
      ICZ/ZSJ 2016
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Honeybees choose their way to home using e-vector information from the sky.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakura M, Okuyama A, Matoba N, Kobayashi N, Okada R
    • 学会等名
      第38回日本比較生理生化学会東京大会
    • 発表場所
      玉川大学
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolution of odorant receptor gene family in social Hymenoptera.2016

    • 著者名/発表者名
      Hojo MK, Shigenobu S, Ishii K, Yamaguchi K, Sakura M, Ozaki M
    • 学会等名
      ISOT 2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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