電位感受性色素を用いた昆虫ニューロン電気活動の長時間記録法の確立

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07554090
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 富岡 憲治 山口大学, 理学部, 教授 (30136163)
• 研究分担者: 浜岡 勤 富士写真フィルム株式会社, 機器事業本部業務部, 部長(研究職)
• キーワード: 電位感受性色素 / ニューロン / 昆虫 / 電気活動

研究概要

本研究は、電位感受性色素を利用して、多数のニューロンの電気活動を少なくとも72時間にわたって記録する方法を確立することを目的としている。本年度は、(1)HR-Deltaronを用いて取り込んだ128x128ピクセルの光量データの、長時間にわたる記録に適した処理方法を検討し、ソフトウエアーの開発に取り組むこと、さらに(2)光源システムの安定性の試験と必要に応じた光学系の改良を計画した。
1.長時間記録用ソフトウエアの開発については富岡と浜岡が共同で行っており、実際にDeltaronを使って得た昆虫脳神経系の活動の光学的計測データを使ってデータ処理の具体案を検討し、ソフトウエアーの制作に取り掛かっている。1画面あたりの画素数が16384個であり512フレームx6ページでは約50MBとなるため、この膨大なデータをどの様に処理してデータ量を削減するか、また、各ピクセル、各計測時間ごとに光量が異なるため、変化分測定の基準値をどの様に設定すれば最も効率よく測定できるかなどを試行錯誤的に検討している。
2.記録システムの改良:平成7年度に構築したシステムでは、励起光量およびそれによって励起される蛍光の受光量が充分ではなく、受光素子による感度が充分には得られなかった。そこで、顕微鏡側の光学系を種々検討した結果、より開口数の大きい対物レンズを採用することで、充分な感度を得ることができた。光源の安定性については富岡が検討中であるが、少なくとも現在計画中の記録方法に関しては問題がないことがわかった。

研究成果

• [文献書誌] Tomioka K,Yukizane M: "A specific area of the compound eye in the cricket Gryllus bimaculatus sends photic information to the circadian pacemaker in the contralateral optic lobe." J.Comp.Physiol.A. 180. 63-70 (1997)
• [文献書誌] Tomioka K,Uwozumi K,Matsumoto N: "Light cycles given during development affect freerunning period of circadian locomotor rhythm of period mutants in Drosophila melanogaster." J.Insect Physiol.(in press). (1997)
• [文献書誌] Tomioka K: "Neural mechanisms for mutual interactions between optic lobe pacemakers in the cricket.In Circadian Organization and Oscillatory Coupling.(Honma K & Honma S eds)," Hokkaido University Press, 159-172 (1996)
• [文献書誌] 富岡憲治: "時間を知る生物、ポピュラーサイエンスシリーズ" 裳華房, 158 (1996)
• [文献書誌] 富岡憲治: "5・11測時機構.(分担執筆)三橋淳他編:昆虫学-基礎と応用" 朝倉書店(印刷中), (1997)