無脊椎動物における行動の自発的開始に関わる脳機構の神経生理・解剖学的解析

• 研究課題/領域番号: 20370028
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 高畑 雅一 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (10111147)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2010年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2008年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: 行動生理 / 神経行動 / 神経生物 / 甲殻類 / ザリガニ / 自発行動 / 脳 / シナプス統合 / 神経回路網

研究概要

球形トレッドミル上での細胞外電極法を用いた実験解析により、アメリカザリガニProcambarus clarkiiが自発的に歩行運動を開始する時に、その行動開始に先行して脳内でのニューロン活動が増加することを無脊椎動物では初めて見出した。細胞内記録・染色法により、この準備活動ニューロンを同定し、その形態を明らかにするとともに、準備活動が逐次的な興奮性および抑制性シナプス入力によって形成されることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Sequential synaptic excitation and inhibition shapes readiness discharge for voluntary behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: Kagaya K., Takahata M.
  • 雑誌名: Science 332 ページ: 365-368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential synaptic excitation and inhibition shapes readiness discharge for voluntary behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kagaya
  • 雑誌名: Science 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] A behavioral analysis of force-controlled operant tasks in American lobster (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomina Y., Takahata M.
  • 雑誌名: Physiol.&Behav. 101 ページ: 108-116
  • NAID: 120002277522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Readiness discharge for spontaneous initiation of walking in crayfish (2010)
  • 著者名/発表者名: Kagaya K., Takahata M.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 30 ページ: 1348-1362
  • NAID: 120002261715
  • 査読あり
• [雑誌論文] 脳と神経系:ザリガニの脳と神経における構造と機能の連関をめぐって (2010)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 雑誌名: ザリガニの生物学(川井唯史・高畑雅一編著) (北海道大学出版会) ページ: 155-191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Readiness discharge for spontaneous initiation of walking in crayfish (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kagaya
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 30 ページ: 1348-1362
  • 査読あり
• [雑誌論文] A behavioral analysis of force-controlled operant tasks in American lobster (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomina
  • 雑誌名: Physiol. & Behav. 巻: 101 ページ: 108-116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Readiness discharge for spontaneous initiation of walking in crayfish (2010)
  • 著者名/発表者名: Kagaya, K.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 30 ページ: 1348-1362
  • 査読あり
• [雑誌論文] ザリガニの学習と記憶 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 雑誌名: 動物は何を考えているのか?(日本比較生理生化学会編)(共立出版) ページ: 47-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static electric field detection and behavioural avoidance in cockroaches (2008)
  • 著者名/発表者名: Newland P.L., Hunt E., Sharkh S.M., Hama N., Takahata M., Jackson C.W.
  • 雑誌名: J.Exp.Biol. 211 ページ: 3682-3690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of intertebrate brain platform : Management of research resources for invertebrate neuro- science and neuroethology (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeno H., Kanzaki R., Aonuma H., Takahata M., Mizunami M., Yasuyama K., Matsui N., Yokohari F., Usui S.
  • 雑誌名: ICONIP(Springer- Verlag, Berlin) Part II ページ: 905-914
  • 査読あり
• [雑誌論文] 甲殻類の姿勢制御とその神経機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 雑誌名: 昆虫ミメティクス～昆虫の設計に学ぶ～(下澤楯夫・針山孝彦篇)(NTS) ページ: 522-532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of active conductance distribution over dendrites on the synaptic integration in an identified nonspildng interneuron (2008)
  • 著者名/発表者名: Takashima, A.
  • 雑誌名: PLoS ONE 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromyographic characterization of walking behavior initiated spontaneously in crayfish (2008)
  • 著者名/発表者名: Chikamoto, K.
  • 雑誌名: Zool. Sci. 25 ページ: 783-792
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static electric field detection and behavioural avoidance in cockroaches (2008)
  • 著者名/発表者名: Newland, P. L.
  • 雑誌名: J. Exp. Biol. 211 ページ: 3682-3690
  • 査読あり
• [学会発表] アメリカザリガニの自発性歩行開始・制御における脳内神経細胞の機能的役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史
  • 学会等名: 第23回自律分散システム・シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学・札幌
  • 年月日: 2011-01-30
• [学会発表] Characterization of brain neurons involved in spontaneously initiated walking in crayfish (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kagaya
  • 学会等名: The Society for Integrative and Comparative Biology Annual Meeting 2011
  • 発表場所: Salt Lake City, Utah, USA
  • 年月日: 2011-01-06
• [学会発表] Characterization of brain neurons involved in spontaneously initiated walking in crayfish (2011)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史, 高畑雅一
  • 学会等名: Society for Integrative and Comparative Biology Annual Meeting 2011
  • 発表場所: Salt Lake City Convention Center, Salt Lake City, Utah, USA
• [学会発表] ザリガニ自発性歩行開始・継続の移行にかかわる下行性・上行性神経活動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史
  • 学会等名: 日本動物学会第81会大会
  • 発表場所: 東京大学・東京
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] アメリカウミザリガニのグリッピングによるオペラント学習能の検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨菜雄介
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第32回大会
  • 発表場所: 九州産業大学・福岡
  • 年月日: 2010-07-17
• [学会発表] アメリカザリガニにおける歩行運動の集団符号化による神経制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第32回大会
  • 発表場所: 九州産業大学・福岡
  • 年月日: 2010-07-17
• [学会発表] 拘束条件下のアメリカウミザリガニにおける光刺激に対するオペラント弁別学習能の検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨菜雄介・高畑雅一
  • 学会等名: 日本動物行動学会第29回大会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センター 那覇市
• [学会発表] ザリガニ自発性歩行開始・継続の移行にかかわる下行性・上行性神経活動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史・高畑雅一
  • 学会等名: 日本動物学会第81回大会
  • 発表場所: 東京大学 東京都目黒区
• [学会発表] ザリガニの行動とその神経機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第32回大会
  • 発表場所: 九州産業大学 福岡市
• [学会発表] アメリカザリガニにおける歩行方向の集団符号化による神経制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史・高畑雅一
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第32回大会
  • 発表場所: 九州産業大学福岡市
• [学会発表] アメリカウミザリガニのグリッピングによるオペラント学習能の検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨菜雄介・高畑雅一
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第32回大会
  • 発表場所: 九州産業大学 福岡市
• [学会発表] 自発性行動開始の神経制御機構:ザリガニ下行性神経活動の歩行運動開始における役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡市
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] アメリカウミザリガニはオペラント学習が可能か?:マニピュレーションタスクによる行動分析学的検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨菜雄介・高畑雅一
  • 学会等名: 日本動物行動学会第28回大会
  • 発表場所: 筑波大学 つくば市
• [学会発表] 自発性行動開始の制御機構:ザリガニ下行性神経活動の歩行運動開始における役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史・高畑雅一
  • 学会等名: 日本動物学会第80回大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンター 静岡市
• [学会発表] アメリカウミザリガニはオペラント学習が可能か?マニピュレーションタスクによる行動分析学的検証 (2009)
  • 著者名/発表者名: 冨菜雄介
  • 学会等名: 日本動物行動学会第28回大会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] ザリガニの自発性歩行運動開始にかかわる局所性脳内シナプス表現 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史
  • 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] ザリガニ前運動性及び機械感覚性ノンスパイキング介在神経樹状突起における機能的差異 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高島總・高畑雅一
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡大学福岡市
• [学会発表] ザリガニの自発性歩行運動開始にかかわる局所性脳内シナプス表現 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史・高畑雅一
  • 学会等名: 日本動物学会第79回大会
  • 発表場所: 福岡大学 福岡市
• [学会発表] ザリガニの自発性歩行の開始・維持・停止における並列下行性制御機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 加賀谷勝史・高畑雅一
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第30回大会
  • 発表場所: 北海道大学 札幌市
• [学会発表] 行動遂行時及び感覚刺激に対するザリガニ脳内各微小構造の神経応答 (2008)
  • 著者名/発表者名: 濱徳行・土田義和・高畑雅一
  • 学会等名: 日本比較生理生化学会第30回大会
  • 発表場所: 北海道大学 札幌市
• [図書] ザリガニの生物学(川井唯史・高畑雅一(編著)) (2010)
  • 著者名/発表者名: 川井唯史・高畑雅一
  • 総ページ数: 556
  • 出版者: 北海道大学出版会
• [図書] ザリガニの生物学 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 総ページ数: 558
  • 出版者: 北海道大学出版会
• [図書] ザリガニの生物学(川井唯史・高畑雅一編著) (2010)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 総ページ数: 558
  • 出版者: 北海道大学出版会
• [図書] 動物は何を考えているのか?(曽我部正博編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 総ページ数: 262
  • 出版者: 共立出版
• [図書] 昆虫ミメテイクス〜昆虫の設計に学ぶ〜(下澤楯夫・針山孝彦篇) (2008)
  • 著者名/発表者名: 高畑雅一
  • 総ページ数: 1074
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://crayfish3.sci.hokudai.ac.jp/