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2018 年度 実施状況報告書

フライトシミュレータを用いたミツバチの餌場学習の神経基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07439
研究機関神戸大学

研究代表者

佐倉 緑  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード昆虫 / 偏光 / 経路積算
研究実績の概要

多くの昆虫は経路積算によるナビゲーションを行う、経路積算には、移動中に「方向」と「距離」を検出していく必要があるが、このうち天空の偏光による方向検出の神経機構に関しては、すでに多くの知見が蓄積されている。一方、距離検出および方向情報ときょり情報の統合機構については未解明な点が多い。そこで本研究では、ミツバチの採餌飛行を実験室内で再現するフライトシミュレータを構築し、仮想空間内で特定の方向と距離にある疑似餌場を学習させる実験系を確立することを目指している。
今年度は、昨年度までに構築したフライトシミュレータとフライトシミュレータ内での飛行行動の画像解析技術を用い、事前の採餌経験に基づいて飛行軌跡がどのように変化するかについて解析を行った。フライトシミュレータは、ミツバチに距離を知覚させるオプティックフロー刺激と、方向を知覚させる偏光刺激を与えられるように設計し、シミュレータ内でのミツバチの挙動は側方および後方からのカメラで撮影し、その飛行姿勢の映像から実際の飛行軌跡を推定した。野外で採餌訓練を行った個体に対して、餌場から帰巣する際の飛行軌跡を解析した結果、上方からの偏光情報に基づいて往路と同様な軌跡を描くことが確認され、長距離の採餌には経路積算が優位に利用されることが明らかとなった。また、複数の偏光パターンを組み合わせて訓練することにより、加算されたベクトル方向への学習を成立させることに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初計画していたフライトシミュレータによる飛行軌跡の評価とそれを利用して偏光情報に基づく餌場学習を確認することができた。現在、これらのデータを論文化する作業を行っている。

今後の研究の推進方策

得られた成果の論文化のために、研究期間を延長した。今後は、データのさらなる解析を行い、論文を完成させることで課題を完了する。

次年度使用額が生じた理由

期間中に得られたデータについて現在投稿論文を準備中であり、原稿の完成が次年度になる見込みであるため、論文投稿費用として計上していた金額分を次年度に繰り越した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Free University of Berlin(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Free University of Berlin
  • [雑誌論文] Host manipulation by parasites as a cryptic driver of energy flow through food webs2019

    • 著者名/発表者名
      Sato T, Iritani R, Sakura M
    • 雑誌名

      Current Opinion in Insect Science

      巻: 33 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.02.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Markerless visual servo control of a servosphere for behavior observation of a variety of wandering animals2019

    • 著者名/発表者名
      Iwatani Y, Ogawa H, Shidara H, Sakura M, Sato T, Hojo MK, Honma A, Tsurui-Sato K
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 33 ページ: 183-194

    • DOI

      10.1016/j.cois.2019.02.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural Mechanisms of Animal Navigation.2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura KD, Sato M, Sakura M
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 10922 ページ: 65-81

    • DOI

      10.1007/978-3-319-91131-1_5

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 動物ナビゲーションの神経基盤2018

    • 著者名/発表者名
      木村 幸太郎,佐藤 正晃,佐倉 緑
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 72 ページ: 512-518

  • [学会発表] A test of the extended phenotype in a host-parasite system: the gene expressions in the horsehair worm and its host2019

    • 著者名/発表者名
      Chiu M-C, Oishi S, Sakura M, Tanabe A, Hashiguchi Y, Mishina T, Takeshima H, Matsuzaki S, Nakajima N, Sato T
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
  • [学会発表] Life history of navigational exploration and social communication in honeybees2019

    • 著者名/発表者名
      Chen X, Okada R, Walter S, Sakura M, Xing Y, Menzel R
    • 学会等名
      13th Goettingen Meeting of the German Neuroscience Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Honeybees choose their way to home using e-vector information from the sky2018

    • 著者名/発表者名
      Sakura M, Onishi H, Okuyama A, Matoba N, Kobayashi N, Okada R
    • 学会等名
      International Congress for Neuroethology 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] フタホシコオロギの視覚情報に基づく場所記憶形成2018

    • 著者名/発表者名
      松原 伸明,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
  • [学会発表] ミツバチの嗅覚-味覚連合学習におけるオクトパミンの役割2018

    • 著者名/発表者名
      小林 樹里,岡田 龍一,佐倉 緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
  • [学会発表] Place memory based on visual information in the cricket Gryllus bimaculatus2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara N, Okada R, Sakura M
    • 学会等名
      日本比較生理学会第40回神戸大会

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公開日: 2019-12-27  

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