生体情報計測・運動計測の統合による昆虫の飛行制御システムの解析

• 研究課題/領域番号: 19770055
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安藤 規泰 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (70436591)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2007年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 昆虫 / 飛行 / 羽ばたき / 筋肉 / テレメトリ / 感覚フィードバック / 機械感覚 / 翅 / スズメガ / 自己受容器 / 視覚 / 筋電位 / レーザ

研究概要

スズメガの飛行制御の神経機構を明らかにするために,自由飛行における飛翔筋活動の遠隔計測と,光学的手法による精密な運動計測を組み合わせた実験系を構築し,飛翔筋活動による羽ばたき制御のしくみを解析した.その結果,3ミリ秒程度のわずかな筋の活動タイミング調節により,羽ばたき振幅や羽ばたき面を制御していることが明らかになった.このような制御の神経メカニズムを明らかにするために,さらに神経生理学的・神経解剖学的な手法により,中枢からの指令情報と,末梢の機械感覚情報の羽ばたき制御に対する役割を解析した.機械感覚器の求心性経路は,胸部神経節,および食道下神経節に渡って広がっており,羽ばたき運動のほかに頭部の運動にも関与することが示唆された.

研究成果

• [雑誌論文] Active controls of free flight maneuvers in a hawkmoth, Agrius convolvuli. (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang H, Ando N, Kanzaki R
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology Vol.211 ページ: 423-432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active controls of free flight maneuvers in a hawkmoth, Agrius convolvuli. (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang H, Ando N, and Kanzaki R
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 211 ページ: 433-432
  • 査読あり
• [学会発表] マルハナバチの視覚情報による衝突回避行動の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安藤規泰, 佐野泰仁, 安藤敏之, 高橋宏知, 神崎亮平
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第31回大会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] An optical-physiological combined approach for studying insect flight and developing insect-mimetic flyable robots. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hao Wang, Noriyasu Ando, Ryohei Kanzaki
  • 学会等名: 第26回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] スズメガの翅機械感覚受容細胞の中枢投射 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤規泰, 王浩, 神崎亮平
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2008-09-07
• [学会発表] The steering control of free flight maneuvers in Agrius. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wang H, Ando N, Kanzaki R
  • 学会等名: Society for Experimental Biology Annual Main Meeting
  • 発表場所: Glasgow, Scotland
• [学会発表] Flight control of a freely flying hawkmoth: flight muscle activities and wing kinematics. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ando N, Wang H, Kanzkai R
  • 学会等名: The 8th Congress of the International Society for Neuroethology
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] スズメガの間接飛翔筋制御機構の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤規泰, 王浩, 神崎亮平
  • 学会等名: 日本動物学会第78回大会
  • 発表場所: 弘前大学, 青森
• [学会発表] Flight control of a freely flying hawkmoth : flight muscle activites and wing kinematics. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ando N, Wang H, Kanzaki R
  • 学会等名: The 8th Congress of the International Society for Neuroethology
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] スズメガの間接飛翔筋制御機構の解析. (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤規泰, 王浩, 神崎亮平
  • 学会等名: 日本動物学会第78回大会
  • 発表場所: 弘前大学,青森
• [図書] スズメガ. 「身近な動物を使った実験4」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安藤規泰
  • 出版者: 三共出版
• [図書] 昆虫飛行の神経系と筋肉系. 「昆虫ミメティクス～昆虫の設計に学ぶ～」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤規泰
  • 出版者: エヌティーエス
• [図書] 昆虫の翅の静的・動的計測手法. 「昆虫ミメティクス～昆虫の設計に学ぶ～」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 王浩, 安藤規泰(訳)
  • 出版者: エヌティーエス