マルチスケール分析を用いた脳内環境変化による本能行動修飾の神経機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24370031
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神崎 亮平 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40221907)
• 連携研究者: 加沢 知毅 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任研究員 (00507824) ; 櫻井 健志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任講師 (20506761)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 神経行動 / 昆虫 / 脳 / 行動修飾

研究成果の概要

脳内環境が行動を修飾する神経機構の理解のために，カイコガのフェロモン情報処理系を対象に，神経修飾物質セロトニンに関する解析を行った．セロトニン合成酵素遺伝子のプロモータを利用し，フェロモン情報処理の前運動中枢である側副葉に分枝するセロトニン分泌細胞を標識した遺伝子組換え系統を得た．本系統を利用した，光遺伝学的手法によるセロトニン作用機構の解析の要素技術として，生体を局所的に光刺激が可能なシステムを構築した．
並行して，新たなフェロモン情報処理機構として，触角葉において，フェロモンの絶対濃度情報が，過去に受けた匂いに対する相対濃度情報に変換され高次へ出力されることを見出した．

研究成果

• [雑誌論文] Odorant concentration differentiator for intermittent olfactory signals (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Kazawa T, Sakurai T, Fukushima R, Uchino K, Yamagata T, Namiki S, Haupt SS, Kanzaki R
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 34 号: 50 ページ: 16581-16593
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2319-14.2014
  • NAID: 120006348495
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic use of optic flow in pheromone tracking behaviour by male silkmoth, Bombyx mori. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pansopha P, Ando N, Kanzaki R
  • 雑誌名: Journal of Experimental Biology 巻: 217 号: 10 ページ: 1811-1820
  • DOI: 10.1242/jeb.090266
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Information flow through neural circuits for pheromone orientation in the moth (2014)
  • 著者名/発表者名: Namiki S, Iwabuchi S, Pansopha Kono P, Kanzaki R
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 5919-5919
  • DOI: 10.1038/ncomms6919
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 昆虫の脳を理解し，脳をつくる (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 雑誌名: 化学工学 巻: 78 ページ: 387-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] カイコガの高選択・高感度な性フェロモン認識の分子・神経基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻井健志、神崎亮平
  • 雑誌名: 蚕糸・昆虫バイオテック 巻: 83 号: 2 ページ: 2_115-2_127
  • DOI: 10.11416/konchubiotec.83.2_115
  • NAID: 130004705722
  • ISSN: 1881-0551, 1884-7943
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant vesicles functionally expressing membrane receptors for an insect pheromone. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamada, S., M. Tabuchi, T. Toyota, T. Sakurai, T. Hosoi, T. Nomoto, K. Nakatani, M. Fujinami and R. Kanzaki
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 50 号: 22 ページ: 2958-2961
  • DOI: 10.1039/c3cc48216b
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Postsynaptic Odorant Concentration Dependent Inhibition Controls Temporal Properties of Spike Responses of Projection Neurons in the Moth Antennal Lobe. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Kazawa T, Haupt SS, Kanzaki R
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 2 ページ: e89132-e89132
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0089132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and neural mechanisms of sex pheromone reception and processing in the silkmoth Bombyx mori (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakurai T, Namiki S, Kanzaki R
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 5
  • DOI: 10.3389/fphys.2014.00125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pheromone responsiveness threshold depends on temporal integration by antennal lobe projection neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Tabuchi M, Sakurai T, Mitsuno H, Namiki S, Minegishi R, Shiotsuki T, Uchino K, Sezutsu H, Tamura T, Haupt SS, Nakatani K, Kanzaki R
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of USA 巻: 110(38) 号: 38 ページ: 15455-60
  • DOI: 10.1073/pnas.1313707110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insect-Machine Hybrid System for Understanding and Evaluating the Sensory-Motor Control by Sex Pheromone in Bombyx mori (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki R, Minegishi R, Namiki S, Ando N
  • 雑誌名: Journal of Comparative Physiology A 巻: 199 号: 11 ページ: 1037-1052
  • DOI: 10.1007/s00359-013-0832-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] カイコガにおける性フェロモンの特異的認識機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫻井健志，田渕理史，神崎亮平
  • 雑誌名: 日本味と匂学会誌 巻: 20 ページ: 41-47
• [学会発表] Neural Basis of Odor-Source Localization in the Silkmoth: from genes, neural networks, and behavior to robots (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Kanzaki
  • 学会等名: Annual Talks 2015 - Biology Across Scales
  • 発表場所: Bangalore, India
  • 年月日: 2015-01-05 – 2015-01-08
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫科学が拓く生物エレクトロニクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 日経エレクトロニクスセミナー
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis and synthesis of odor-source localization in insects: From genes, neural networks, and behavior to robots (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Kanzaki
  • 学会等名: 11th International Congress of Neuroethology / 36th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、札幌
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Visual processing pathways and their roles in modulation of pheromone-triggered behavior in the male silkmoth, Bombyx mori (2014)
  • 著者名/発表者名: Poonsup Pansopha, Noriyasu Ando, Ryohei Kanzaki
  • 学会等名: 11th International Congress of Neuroethology / 36th Annual Meeting of the Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター、札幌
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] 昆虫科学から迫る次代のバイオミメティクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 科学工学技術委員会
  • 発表場所: 東京都中小企業振興公社、東京
  • 年月日: 2014-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫の嗅覚機構を再現した匂いセンサ・匂い源探索ロボット (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 第42回センサ＆アクチュエータ技術シンポジウム
  • 発表場所: 化学会館、東京
  • 年月日: 2014-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] 次代の技術を担う「昆虫力」～昆虫科学が迫る昆虫の感覚・脳・行動のしくみとその応用～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 日本蚕糸学会第83会大会公開シンポジウム特別講演
  • 発表場所: つくば農林ホール,茨城(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] 次代の技術を担う「昆虫力」～昆虫の感覚・脳・行動のしくみ～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: JEITA技術委員会.講演会
  • 発表場所: 大手センタービル、東京(招待講演)
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] Insect-Machine Hybrid System - New Directions in Bionic Engineering (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki R
  • 学会等名: The 4th International Conference on Bionic Engineering
  • 発表場所: Nanjing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Insect-Machine Hybrid System for Understanding and Evaluating the Sensory-Motor Control (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki R, Minegishi R and Ando N
  • 学会等名: ThE20 Minisymposium "Remote Controlled Insect Biobots" 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Osaka International Conference Center, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫パワーの科学一昆虫からみた脳科学・ロボット・教育の未来 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 第29回浜松コンファレンス
  • 発表場所: アクトシティ浜松中ホール、静岡(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-03
• [学会発表] Analysis and synthesis of odor source localization in the silkmoth. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, Ryohei
  • 学会等名: International Symposium Olfaction in insects under debate
  • 発表場所: Wurzburg, Germany(招待講演)
  • 年月日: 2012-07-20
• [学会発表] 次代の技術を担う｢昆虫力｣～昆虫の感覚・脳・行動のしくみ～
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 平成25年度JEITA「電子部品部会」講演会
  • 発表場所: 大手センタービルJEITA401-403会議室
  • 招待講演
• [学会発表] 次代の技術を担う｢昆虫力｣～昆虫の感覚・脳・行動のしくみ～
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 第104回 発明教室 未来技術セミナー（石川県発明協会）
  • 発表場所: 石川県地場産業振興センター
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫とロボットから探る脳科学
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 平成25 年度 複雑系生命システム研究センター研究会
  • 発表場所: 東京大学駒場I キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫力を観る・知る・利用する－遺伝子・ニューロン・脳からロボットへ－
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 宇都宮大学VBL講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 招待講演
• [図書] サイボーグ昆虫、フェロモンを追う (2014)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 総ページ数: 108
  • 出版者: 岩波書店
• [備考] 東京大学先端科学技術研究センター 生命知能システム分野 神崎・高橋研究室
  • URL: http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] 東京大学先端科学技術研究センター 生命知能システム分野 神崎・高橋研究室
  • URL: http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/