昆虫機械受容器の順応特性の非線形解析

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06854052
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 馬場 欣哉 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (30238232)
• キーワード: 感覚神経 / ウィナーのホワイトノイズ解析 / 気流感覚系 / コオロギ / 非線系

研究概要

信号経路にホワイトノイズ状の気流または電流刺激(入力)を行い、そのときの毛の動き、及び細胞内の電位(出力)を測定し、その入出力の相関計算から信号伝達特性を求めた。出力の物理量はレーザードップラ速度計、微小ガラス電極によって測定した。その結果、1)感覚計の信号処理経路は線形フィルタと非線形要素の直列結合で記述できる、2)線形フィルタは感覚系の機械受容器、膜電位発生部位での信号変換に相当し、非線形要素はスパイク変換部位に存在する、3)スパイク変換部位は仮想的膜電位(入力に上記の信号変換を施したもの)とその微分値に関係する非線形特性をもつ、4)上記の信号変換を施した推定値と実際の感覚神経の平均の発火頻度との二乗誤差は17%であった、を得た。さらに、順応特性について以下のことがらが明らかになった。5)順応は機械受容器では観察されない。6)スパイク変換部位の非線形特性は刺激強度に依存して、その変換特性を変える。以上のことから、順応は機械受容器から膜電位への変換過程かスパイクへの変調過程でおこなわれていること、ホワイトノイズ法による解析が順応の研究に使えることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 赤沢年一,清水利伸,馬場欣哉,下澤楯夫: "コオロギ気流感覚神経細胞のパルス密度変調におけるヒステリシス特性の推定" 電子情報通信学会技術報告MBE. 94-27. 25-32 (1994)
• [文献書誌] 清水,馬場,増田,熊谷,赤沢,太田,下澤: "神経細胞のパルス密度変調特性のGauss白色雑音を用いた推定" 電子情報通信学会技術報告MBE. 93-140. 55-60 (1994)
• [文献書誌] BABA Y,HIROTA K,SHIMOZAWA T,YAMAGUCHI T.: "Diffreing afferent connections of spiking and nonspiking wind-sensitive local interneurous in the terminal abdowiral ganglion of the aricket,Gryllus bimaculatus" J.Comp.Physiol,A. 176. 17-30 (1995)