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ミツバチのナビゲーションにおける方向と距離の情報統合の脳内メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 19K06765
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

岡田 龍一  神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (20423006)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード脳 / ナビゲーション / 空間認識 / 昆虫 / 学習 / 情報統合 / バーチャルリアリティ / 中心複合体
研究開始時の研究の概要

巣や採餌場所などの目的地へ移動する「ナビゲーション行動」では、移動中に方向情報と距離情報を逐次取得しそれらを統合して移動を完遂するが、脳内での統合の仕組みについてはほとんどわかっていない。そこで、本研究ではフライトシミュレーション内でミツバチに疑似的に採餌のナビゲーション飛行をさせ、その時の脳内のナビゲーション中枢の神経活動を記録し、どのように方向情報と距離情報が脳内で統合されるかを明らかにする。

研究成果の概要

ナビゲーションに関わる脳メカニズムについてミツバチをもちいて組織化学的、行動学的、薬理学的研究を行ったところ、(1)方向と距離の情報統合は脳内で概日時計の制御を受ける精巧なシステムである可能性が高いこと、(2)そのシステムの出力である定位飛行方向は過去の経験の影響をうけること、(3)過去の記憶の形成にはオクトパミンが関与している可能性が高いことが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、ミツバチの概日時計による偏光情報の時間補償が視葉メダラ背側で起きている可能性があることがわかった。また、飛行方向に影響する経験が長期記憶になることがわかった。この長期記憶にオクトパミンが重要な役割を果たしていることが強く示唆された。これらのことは、動物のナビゲーションにおける方向検出の脳機構解明へつながる大きな一歩になると期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

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

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Visual learning in tethered bees modifies flight orientation and is impaired by epinastine2023

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Kobayashi, Yuji Hasegawa, Ryuichi Okada, Midori Sakura
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Physiology A

      巻: 1 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1007/s00359-023-01623-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Honey Bee Waggle Dance as a Model of Swarm Intelligence2023

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Okada, Hidetoshi Ikeno, Hitoshi Aonuma, Midori Sakura, Etsuro Ito
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Possible Role of Polarized Light Information in Spatial Recognition in the Cricket Gryllus bimaculatus2021

    • 著者名/発表者名
      Matsubara Nobuaki、Okada Ryuichi、Sakura Midori
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 38 号: 4 ページ: 297-304

    • DOI

      10.2108/zs200081

    • NAID

      120007167221

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences between queen piping temporal structures of two honeybee species, Apis cerana and Apis mellifera.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T, Sugahara M, Okada R, Ikeno H
    • 雑誌名

      Apidologie

      巻: 52 号: 2 ページ: 524-534

    • DOI

      10.1007/s13592-021-00840-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible role of polarized light information on spatial recognition in the cricket Gryllus bimaculatus.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsubara M, Okada R, Sakura M
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: -

    • NAID

      120007167221

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation to polarized light in tethered flying honeybees.2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi N, Okada R, Sakura M
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 223

    • NAID

      120007002552

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ミツバチとにおいと植物の関係2019

    • 著者名/発表者名
      岡田龍一
    • 雑誌名

      アロマトピア

      巻: 28 ページ: 46-49

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ライトシミュレータを用いたセイヨウミツバチの色識別に基づく定位学習2022

    • 著者名/発表者名
      小林宜弘、長谷川雄二、岡田龍一、佐倉緑
    • 学会等名
      日本動物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 個体検出・追跡に基づいた昆虫の行動解析システム開発、インテリジェント・システム・シンポジウム2022

    • 著者名/発表者名
      木村敏文、池野英利、大橋瑞江、岡田龍一、尾崎まみこ、藍浩之、波部峻也、礒川悌次郎
    • 学会等名
      インテリジェント・システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Aversive e-vector orientation learning in the cricket Gryllus bimaculatus using the treadmill device.2022

    • 著者名/発表者名
      Matsubara N, Ando N, Okada R, Ogawa H, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] フライトシミュレータを用いたセイヨウミツバチの視覚定位学習2022

    • 著者名/発表者名
      小林宜弘、長谷川雄二、岡田龍一、佐倉緑
    • 学会等名
      ミツバチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた行動解析支援プログラムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      木村敏文、池野英利、大橋瑞江、岡田龍一、尾崎まみこ、藍浩之、波部峻也、磯川悌次郎
    • 学会等名
      ミツバチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] セイヨウミツバチの概日時計が複眼の偏光検出領域の光感度に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      玉置弘憲、岡田龍一、佐倉緑
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Conditioned visual flight orientation in tethered honeybees.2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi N, Hasegawa Y, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial recognition based on polarized light information in the cricket Gryllus bimaculatus.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsubara N, Ando N, Okada R, Ogawa H, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた行動解析のための個体追跡手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      木村敏文、池野英利、大橋瑞江、岡田龍一、尾崎まみこ、藍浩之、波部峻也、礒川悌次郎
    • 学会等名
      インテリジェント・システム・シンポジウム(FANシンポジウム)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動で符号化される尻振りダンスからひも解くミツバチの採餌戦略2020

    • 著者名/発表者名
      岡田龍一
    • 学会等名
      第64回日本応用動物昆虫学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミツバチのにおい学習の神経基盤2019

    • 著者名/発表者名
      岡田龍一
    • 学会等名
      ミツバチサミット2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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
      Yuga Ueno, Haruka Onishi, Ryuichi Okada, Midori Sakura
    • 学会等名
      第41回日本比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparative study of olfactory responses to odor components of the oriental orchid flower in Japanese and European honeybees.2019

    • 著者名/発表者名
      Mai Otani, Ryuichi Okada, Midori Sakura
    • 学会等名
      第41回日本比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 生き物と音の事典、中枢による発音の制御2019

    • 著者名/発表者名
      生物音響学会、岡田龍一
    • 総ページ数
      464
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254171679
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~okd/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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