昆虫最高次中枢のシステム論的解析

• 研究課題/領域番号: 17687006
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 西野 浩史 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (80332477)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 29,900千円 (直接経費: 23,000千円、間接経費: 6,900千円); 2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2006年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2005年度: 20,930千円 (直接経費: 16,100千円、間接経費: 4,830千円)
• キーワード: 昆虫 / キノコ体 / 中大脳 / 触角葉 / 嗅覚 / 受容野 / 糸球体 / 投射 / 系球体 / 中枢投射 / 多種感覚統合 / 味覚 / 機械感覚

研究概要

当初の計画に沿って研究を進めた。キノコ体関連ニューロン(GABA作働性巨大ニューロンおよびキノコ体出力ニューロン)からの細胞内記録を行い、これらが多種感覚モダリティーに応答すること、さらに各モダリティーのパラメータをその発火パターンの違いによって符号化していることを明らかにした。たとえば、キノコ体出力ニューロンは匂い刺激に対して応答初期において特徴的な抑制性入力が入るが、視覚刺激や機械刺激においては抑制性入力なしの興奮性の応答を示した。また、キノコ体関連ニューロンは匂いの種類の違いに対しては発火の時間的パターンの違い、濃度増加に対してはスパイク応答の増加によって匂いのパラメータを表現している可能性が示唆された。GABA作働性巨大ニューロンの破壊実験については破壊後の個体の生存率が思わしくなく、学習への影響を十分に検証できなかった。現在、個体へのダメージを少なくする手術方法を検討中である。研究過程での最も大きな成果は、匂いの位置や方向の符号化に寄与する神経基盤を発見したことである。プライオリティー確保のため、完全変態昆虫においても同様の検証を行い、関連テーマだけで3本の原著論文として発表することができた。この研究成果については国際学会でも発表し、国外の研究者からも高い評価を受けた。しかし、結果として論文執筆に膨大な時間を割くことになり、生理実験が少しおろそかになったのは反省すべき点と考える。以上、総括すると今年度の研究目的の7割は達成できたと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Sexual dimorphism in the antennal lobe of the ant Camponotus japonicus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa M, Nishino H, Misaka Y, Kubota M, Tsuji E, Satoji Y, Ozaki M, Yokohari F
  • 雑誌名: Zool. Sci. 25 ページ: 195-204
  • NAID: 120001981757
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensilla position on antennae influence afferent terminal location in glomeruli. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishino H. and Mizunami M
  • 雑誌名: NeuroReport 18 ページ: 1765-1769
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topographic organization of sensory afferents of Johnston's organ in the honeybee brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ai H., Nishino H. and Itoh T.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 502 ページ: 1030-1046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural pathways for processing of alarm pheromone in the ant brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamagata N., Nishino H. and Mizunami M.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 505 ページ: 424-442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of NO/cGMP signaling on the behavioral change in subordinatemale crickets, Gryllus bimaculatus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki M, Nishino H, Antonia D, Aonuma H.
  • 雑誌名: Zool. Sci. 24 ページ: 860-868
  • 査読あり
• [雑誌論文] Termination profiles of insect chemosensory afferents in the antennal lobe are dependent on their origin on the flagellum. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishino, H., Mizunami M.
  • 雑誌名: NeuroReport 17・12 ページ: 1303-1307
• [雑誌論文] Pheromone-sensitive glomeruli in the primary olfactory centre of ants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamagata, N., Nishino, H., Mizunami M.
  • 雑誌名: Proceedings of Royal society B 273 ページ: 2219-2225
• [雑誌論文] Effects of previous experiences on the agonistic behavior of male crickets Gryllus bimaculatus (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, M., Delago, A., Nishino, H., Aonuma, H.
  • 雑誌名: Zoological science 23 ページ: 863-872
• [雑誌論文] 昆虫の聴覚器官-その進化- (2006)
  • 著者名/発表者名: 西野浩史
  • 雑誌名: 比較生理生化学 23・2(印刷中)
  • NAID: 10025858599
• [雑誌論文] Dual, Multilayered somatosensory maps formed by antennal tacile mechanosensory and contact chemosensory afferents in an insect brain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishino, H., Nishikawa, M., Yokohari, F., Mizunami M.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 493 ページ: 291-308
• [学会発表] クロオオアリ触角葉糸球体構造の性的二形 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西川道子、西野浩史、中西あき、夏秋友香、横張文男
  • 学会等名: 日本動物学会第78回大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] Topographic organization of olfactory and contact chemosensory afferents in an insect branin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishino H
  • 学会等名: The Fourth Asia-Pacific Conference on Chemical Ecology.
  • 発表場所: エポカル・つくば
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Somatotopic projection of sensory afferents of Johnston's organ in the honeybee brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ai H, Nishino H, Itoh T
  • 学会等名: The Eighth International Congress of Neuroethology
  • 発表場所: University of British Columbia
  • 年月日: 2007-07-25
• [学会発表] 匂い受容細胞の3次元的位置情報は糸球体中にマッピングされるか? (2007)
  • 著者名/発表者名: 西野浩史
  • 学会等名: 第29回日本比較生理生化学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2007-07-06
• [学会発表] クロオオアリ触角感覚細胞軸索の触角葉糸球体における偏在 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西川道子、西野浩史、中西あき、夏秋友香、横張文男
  • 学会等名: 第29回日本比較生理生化学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2007-07-06
• [備考]
  • URL: http://ncmac2.es.hokudai.ac.jp/Staff/Nishino_page/index.html