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魚の大脳高次視覚回路の解明と魚が飛びつく視覚刺激の探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K15597
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

萩尾 華子  名古屋大学, 高等研究院(農), 特任助教 (80848309)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード視覚 / 魚 / ニューロン / 大脳 / マハゼ / ゼブラフィッシュ / 神経回路 / ハゼ / メダカ / 視覚回路 / 視覚機能 / イメージング
研究開始時の研究の概要

学術界や水産業界において魚の視覚への関心が高まっているものの、網膜から大脳に至る視覚路が調べられた魚種は少なく、視覚情報処理については未解明の部分が多い。申請者は視覚路を2つもつ魚もいるが、漁業対象魚の多くは1つだけもつ可能性が高いことをこれまでに明らかにした。大脳に到達した視覚情報は大脳内で更に処理されると考えられるが、そのような回路は全く不明である。そこで、魚の大脳高次視覚回路の解明を行うとともに、視覚性ニューロンがどのような視覚刺激に応答するのかを調べる。また、視覚路が2つの魚と1つの魚の視覚路機能を比較することで、なぜ魚は視覚路を1つだけもつような進化を遂げたのかがわかる可能性もある。

研究成果の概要

学術界や水産業界において魚の視覚への関心が高まっているものの、網膜から大脳にいたる視覚路が調べられた魚種は少なく、大脳の高次視覚回路や視覚機能については未解明の部分が多い。そこで、本研究は魚の大脳内高次視覚回路を含む脳内視覚回路の全貌を解明し、哺乳類との共通点を発見することができた。視覚機能解析は世界中で網膜や中脳にとどまっていたが、より高次な間脳や大脳のニューロン応答の記録に挑戦して成功した。さらに、漁業対象魚にも適応可能な視覚刺激呈示実験系をほぼ確立することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

魚は進化の過程で視覚路が2つから1つになり独自の視覚路の進化を遂げた一方、2つの視覚路をもつ哺乳類と共通している点も多くあることがわかり新しい学術的知見が得られた。また、本研究により世界中で網膜や中脳視蓋にとどまっていた視覚機能解析をより高次な視覚機能解析を行うことを可能にし、魚の視覚機能の解明がより前進することが期待できる。確立できた漁業対象魚にも適用可能な視覚刺激呈示実験系を用いて、ニューロン応答の強い視覚刺激などを見つけ、魚に効果的な視覚刺激を反映した餌や擬餌開発による水産業への貢献が期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ascending visual pathways to the telencephalon in teleosts with special focus on forebrain visual centers, associated neural circuitries, and evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Hanako Hagio, Naoyuki Yamamoto
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 40 号: 2 ページ: 105-118

    • DOI

      10.2108/zs220089

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological analysis of the cerebellum and its efferent system in a basal actinopterygian fish, Polypterus senegalus2022

    • 著者名/発表者名
      Ikenaga Takanori、Shimomai Rinko、Hagio Hanako、Kimura Satoru、Matsumoto Kazumasa、Kato Dai‐ichiro、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Yamamoto Naoyuki、Hibi Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 530 号: 8 ページ: 1231-1246

    • DOI

      10.1002/cne.25271

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Afferent and efferent connections of the nucleus prethalamicus in the yellowfin goby Acanthogobius flavimanus.2021

    • 著者名/発表者名
      Hagio, H., Kawaguchi,M., Abe, H., Yamamoto, N.
    • 雑誌名

      J. Comp. Neurol.

      巻: 529 号: 1 ページ: 87-110

    • DOI

      10.1002/cne.24935

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-thalamic origin of zebrafish sensory nuclei implies convergent evolution of visual pathways in amniotes and teleosts2020

    • 著者名/発表者名
      Bloch Solal、Hagio Hanako、Thomas Manon、Heuze Aurelie、Hermel Jean-Michel、Lasserre Elodie、Colin Ingrid、Saka Kimiko、Affaticati Pierre、Jenett Arnim、Kawakami Koichi、Yamamoto Naoyuki、Yamamoto Kei
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: 1-27

    • DOI

      10.7554/elife.54945

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] メダカの視覚上行路に見られる哺乳類との共通点2023

    • 著者名/発表者名
      〇萩尾華子、山本直之
    • 学会等名
      令和5年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] One ascending visual pathway to the telencephalon in the medaka, a percomorph fish.2022

    • 著者名/発表者名
      〇Hagio H, Yamamoto N.
    • 学会等名
      J.B. Johnston Club for Evolutionary Neuroscience Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Projection of the diencephalic visual relay nucleus to the telencephalon and presumed higher order, visually-related intra-telencephalic fiber connections in a goby, teleost.2022

    • 著者名/発表者名
      〇Hagio H, Yamamoto N.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 漁業対象魚の視覚と視覚機能の進化の研究におけるモデル魚の確立を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      〇萩尾華子、山本直之
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウナギ類の視覚上行路2022

    • 著者名/発表者名
      〇渡邊果奈, 山本直之, 萩尾華子
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚の高次視覚系の解明とウナギ養殖技術の改善を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      ○萩尾華子
    • 学会等名
      世界的課題を解決する知の『開拓者』育成事業 第1回T-GExコンソーシアム総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 魚の視覚回路の進化および視覚機能の解明を目指して2022

    • 著者名/発表者名
      ○萩尾華子
    • 学会等名
      令和3年度育志賞研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] “もぐもぐ行動”を行うハゼ類の口腔と脳の形態学的研究 Morphological study of the oral cavity and the brain of gobies performing "mogu-mogu behavior"2021

    • 著者名/発表者名
      ○萩尾華子、山本直之.
    • 学会等名
      第92回日本動物学会オンライン米子大会、サテライトシンポジウム「非モデル生物を材料とした神経行動学のイマとミライ」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニホンウナギの中枢視覚神経路 Central visual pathways in the Japanese eel Anguilla japonica2021

    • 著者名/発表者名
      萩尾華子、渡邉果奈、○山本直之.
    • 学会等名
      第92回日本動物学会オンライン米子大会、シンポジウム「ウナギへの挑戦、ウナギでの挑戦ーラボからフィールドまで」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 魚の視覚回路の進化と味覚による特殊な摂餌行動の制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      ○萩尾華子
    • 学会等名
      第1回名古屋大学イニシアティブウェビナー(高等研究院×未来社会創造機構)~叡智を結集し、未来社会を先導する若手研究者たち~「生命と人工知能(AI)」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Studies on the sensory and motor centers of fish and a new interdisciplinary collaborative research2021

    • 著者名/発表者名
      ○萩尾華子
    • 学会等名
      連携型博士研究人材総合育成システム次世代研究者シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 二ホンウナギの網膜から脳への視覚情報伝達経路の解明2021

    • 著者名/発表者名
      萩尾華子, 山本直之
    • 学会等名
      東アジア鰻学会・第4回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハゼ類に見られる特殊な摂餌行動と口腔形態について2021

    • 著者名/発表者名
      梅野祐一朗, 萩尾華子, 岡田央人, 上杉健太朗, 星野真人, 八田公平, 山本直之
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 魚はどのような神経回路で視覚情報処理をしているのか2021

    • 著者名/発表者名
      萩尾華子
    • 学会等名
      令和2年度育志賞研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolution of visual pathways in teleosts and topographic organization of the tectal projections to the nucleus prethalamicus2020

    • 著者名/発表者名
      Hanako Hagio, Naoyuki Yamamoto
    • 学会等名
      2020 J.B. Johnston Club for Evolutionary Neuroscience Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 魚の視覚回路の解明、そして上位レベルの視覚機能解析を可能に(Investigation of visual circuits in the brain of fish toward the elucidation of higher visual functions)2020

    • 著者名/発表者名
      萩尾華子
    • 学会等名
      連携型博士研究人材総合育成システム 次世代研究者シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Brain Development of Medaka Fish: A New Concept of Brain Morphogenesis in Vertebrates2022

    • 著者名/発表者名
      Yuji Ishikawa , Naoyuki Yamamoto , Hanako Hagio
    • 総ページ数
      256
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9789811943249
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Cerebellum-like systems in actinopterygian fishes with a special focus on the diversity of cerebellum-like system in the mesencephalon, In “Cerebellum as a CNS Hub”2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto N*, Hagio H.
    • 総ページ数
      564
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学 研究者総覧 萩尾華子

    • URL

      https://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/html/100011022_ja.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] YLC特任助教の萩尾華子先生が第38回井上研究奨励賞を受賞されました

    • URL

      http://www.iar.nagoya-u.ac.jp/performance/1869/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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