マルチスケール分析による嗅覚系神経回路の基本デザインの解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18370028
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 昆虫 / 脳・神経 / 遺伝子 / 神経科学 / 生理学 / 嗅覚

研究概要

生物の匂い識別機構を理解するために,カイコガの嗅覚一次中枢である触角葉の構成神経を対象として,マルチスケール分析を行った.まず,触角葉を構成する糸球体の再構成を行い,空間的位置情報から糸球体を個体間で同定する技術を確立した.つづいて投射神経の匂いに対する神経活動を糸球体に再構成することで,匂い情報が糸球体の時空間的な活動パターンによって表現されていることを示した.さらに局所介在神経の網羅的形態分析から,これらの特性が領域特異的に分枝する局所介在神経の動作によることを示唆した.

研究成果

• [雑誌論文] Modular subdivision of mushroom bodies by Kenyon cells in the silkmoth (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, R. and Kanzaki, R.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol 513 ページ: 315-330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constancy and Variability of glomerular organization in the antennal lobe of the silkmoth (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazawa, T. Namiki, S., Fukushima, R., Terada, M., Soo, K and Kanzaki, R.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res 336 ページ: 119-136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding and reconstruction of the mobiligence of Insects employing multiscale biological approaches and robotics (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, R., Ando, N., Sakurai, T., Kazawa, T.
  • 雑誌名: Advanced Robotics 22 ページ: 1605-1628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive morphological identification and GABA immunocytochemistry of antennal lobe local interneurons in Bombyx mori (2008)
  • 著者名/発表者名: Seki, Y. and Kanzaki, R.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol 206 ページ: 93-107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstructing the population activity of olfactory output neurons that innervate identifiable processing units (2008)
  • 著者名/発表者名: Namiki, S. and Kanzaki, R.
  • 雑誌名: Front. Neural Circuits 2 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and application of a neuroinformatics environment for neuroscience and neuroethology (2008)
  • 著者名/発表者名: Kazawa, T., Ikeno, H. and Kanzaki, R.
  • 雑誌名: Neural Networks 8 ページ: 1047-1055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Representation of a mixture of pheromone and host plant odor by antennal lobe projection neurons of the silkmoth Bombyx mori (2008)
  • 著者名/発表者名: Namiki S., Iwabuchi S. and Kanzaki R.
  • 雑誌名: J. Comp. Physiol A194 ページ: 501-515
  • 査読あり
• [雑誌論文] GFP labeling of neurosecretory cells with the GAL4/UAS system in the silkmoth brain enables selective intracellular staining of neurons (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamagata, T., Sakurai, T., Uchino, K., Sezutsu, H., Tamura, T. and Kanzaki, R.
  • 雑誌名: Zool Sci. 25 ページ: 509-516
  • 査読あり
• [雑誌論文] How does a microbrain generate adaptive behavior? (2008)
  • 著者名/発表者名: Kanzaki, R.
  • 雑誌名: International Congress Series 1301 ページ: 7-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遺伝子・ニューロン・神経回路・ロボットでみる昆虫行動 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平, 安藤規泰, 櫻井健志, 加沢知殻
  • 雑誌名: 可視化情報学会誌 28 ページ: 117-124
  • 査読あり
• [雑誌論文] 昆虫のセンサ・脳・行動機能の分析と工学利用の現状と展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 雑誌名: テクノイノベーション 17 ページ: 39-43
• [雑誌論文] Development and application of CMS-based database modules for neuroinformatics (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeno, H., Nishioka, T., Hachida, T., Kanzaki, R., Seki, Y., Ohzawa, I. and Usui, S.
  • 雑誌名: Neurocomputing 70 ページ: 2122-2128
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小脳のフェロモン中枢情報処理 (2006)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 雑誌名: AROMA RESEARCH 27 ページ: 214-219
• [雑誌論文] 昆虫のフェロモン受容と匂い識別の分子・神経基盤 (2006)
  • 著者名/発表者名: 櫻井健志, 関洋一, 西岡孝明, 神崎亮平
  • 雑誌名: 比較生理生化学学会誌 23 ページ: 11-25
• [雑誌論文] Ca^<2+> imaging of identifiable neurons labeled by electroporation in insect brains
  • 著者名/発表者名: Fujiwara T, Kazawa T, Haupt SS and Kanzaki R.
  • 雑誌名: Neuroreport in press
  • 査読あり
• [学会発表] Millisecond photoactivation of bombykol receptor neurons expressing Channelrhodopsin-2 triggers pheromone searching behavior in male silkmoths (2009)
  • 著者名/発表者名: Masashi Tabuchi
  • 学会等名: 脳と心のメカニズム第9回冬のワークショップ
  • 発表場所: ルスツリゾート, 北海道
  • 年月日: 2009-01-13
• [学会発表] 分析と統合による昆虫の適応脳の理解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 細胞・発生研究への数理科学的アプローチ
  • 発表場所: 理化学研究所, 神戸
  • 年月日: 20080902-03
• [学会発表] Activation of bombykol receptor neurons by ectopically expressed olfactory receptor triggers pheromone searching behavior in male silkmoths (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakurai
  • 学会等名: 15th International Symposium on Olfaction and Taste
  • 発表場所: サンフランシスコ, アメリカ
  • 年月日: 20080721-26
• [学会発表] Identification of sex pheromone receptors from four moth species (2008)
  • 著者名/発表者名: Hidefumi Mitsuno
  • 学会等名: 15th International Symposium on Olfaction and Taste
  • 発表場所: サンフランシスコ, アメリカ
  • 年月日: 20080721-26
• [学会発表] Anatomical and functional organization of Kenyon cells in the mushroom bodies of male Bombyx mori (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryota Fukushima
  • 学会等名: 15th International Symposium on Olfaction and Taste
  • 発表場所: サンフランシスコ, アメリカ
  • 年月日: 20080721-26
• [学会発表] 電気穿孔法による昆虫触角葉の複数の単一神経細胞Ca^<2+>イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原輝史
  • 学会等名: 第30回日本比較生理生化学会
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道
  • 年月日: 20080719-21
• [学会発表] Insect-Machine hybrid system for understanding an adaptive behavior (2008)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Kanzaki
  • 学会等名: The 10th International Conference on the Simulation of Adaptive Behavior
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター, 大阪
  • 年月日: 20080707-12
• [学会発表] 昆虫の単一神経細胞群のカルシウムイメージング法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原輝史
  • 学会等名: 第3回移動知シンポジウム
  • 発表場所: ホテル松島大観荘, 宮城
  • 年月日: 20080305-07
• [学会発表] 昆虫の複数の単一神経細胞の構造分析を可能とするCa^<2+>イメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原輝史
  • 学会等名: 第17回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 千葉大学, 千葉
  • 年月日: 2008-11-01
• [学会発表] 昆虫とロボットで探る脳 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 第30回日本比較生理生化学会吉田記念講演
  • 発表場所: 北海道大学, 北海道
  • 年月日: 2008-07-20
• [学会発表] 昆虫力を測る・創る・利用する-遺伝子・神経・行動からロボットへ- (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 京都大学COEセミナー
  • 発表場所: 京都大学, 京都
  • 年月日: 2008-07-14
• [学会発表] 昆虫の嗅覚力を測る・創る・利用する-遺伝子・神経・行動からロボットへ- (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 第40回WIN定例講演演会
  • 発表場所: 東京大学, 東京
  • 年月日: 2008-06-10
• [学会発表] 電気穿孔法による昆虫の単一神経細胞群のカルシウムイメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤原輝史
  • 学会等名: 電気学会 医用・生体工学研究会
  • 発表場所: 東京工業大学, 東京
  • 年月日: 2008-04-12
• [学会発表] Axonal projections of pheromone receptor neurons to the antennal lobe macroglomerular complex in the silkmoth, Bombyx mori (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakurai
  • 学会等名: The 4th Asia-Pacific Conference on Chemical Ecology
  • 発表場所: エポカルつくば, つくば市
  • 年月日: 20070910-14
• [学会発表] 昆虫脳にひそむ環境適応能-遺伝子・神経・脳・行動からロボットへ- (2007)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 日本進化学会第9回大会
  • 発表場所: 京都大学, 京都
  • 年月日: 20070831-0902
• [学会発表] Molecular and neural bases of pheromone discrimination in the silkmoth, Bombyx mori (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakurai
  • 学会等名: Molecular and neural bases of pheromone discrimination in the silkmoth, Bombyx mori
  • 発表場所: サルバドール, ブラジル
  • 年月日: 20070812-16
• [学会発表] Molecular cloning and expression pattern of elav-like genes from silkmoth, Bombyx mori (2007)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakurai
  • 学会等名: The 7th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
  • 発表場所: サルバドール, ブラジル
  • 年月日: 20070812-16
• [学会発表] Anatomical organization of Kenyon cells in the mushroom body of the silkworm moth (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryota Fukushima
  • 学会等名: Bombyx mori. The 8th Congress of the International Society for Neuroethology
  • 発表場所: バンクーバー, カナダ
  • 年月日: 20070722-27
• [学会発表] Comprehensive analysis of antennal lobe local interneurons in the silkmoth provides a novel neural system for olfactory processing (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Seki
  • 学会等名: The society for Neuroscience 36th annual meeting
  • 発表場所: アトランタ, アメリカ
  • 年月日: 20061014-18
• [学会発表] How does a microbrain generate adaptive behavior? ~from gene and neurons to neural networks and behavior~, BrainIT2006 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Kanzaki
  • 学会等名: BrainIT2006
  • 発表場所: 九州工業大学, 福岡
  • 年月日: 20060927-29
• [学会発表] 雄カイコガ嗅覚系高次中枢における匂い情報の空間表現 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉川美都子
  • 学会等名: 日本動物学会第77回大会
  • 発表場所: 島根大学, 島根
  • 年月日: 20060921-24
• [学会発表] Convergent projections of pheromone receptor neurons to a specific subdivision of macroglomerular complex in the antennal lobe of the silkmoth, Bombyx mori (2006)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Sakurai
  • 学会等名: 17th Congress of the European Chemoreception Research Organization
  • 発表場所: グラナダ, スペイン
  • 年月日: 20060904-08
• [学会発表] カイコガの嗅覚中枢におけるフェロモンおよび一般臭の情報表現 (2006)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 第28回日本比較生理生化学会
  • 発表場所: クリエート浜松, 静岡
  • 年月日: 20060727-29
• [学会発表] 昆虫嗅覚系常糸球体群による嗅覚情報表現の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 並木重宏
  • 学会等名: 第29回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館, 京都
  • 年月日: 20060719-21
• [学会発表] Multiscale analysis for understanding the microbrain systems of the moths (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Seki
  • 学会等名: Insect Olfactory CNS MMX
  • 発表場所: Kristianstad, Sweden
  • 年月日: 20060515-19
• [学会発表] 昆虫の脳科学からみた昆虫の新しい利用法 (2006)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: 「昆虫科学の未来-昆虫を学ぶ, 昆虫に学ぶ」公開シンポジウム
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール, 東京
  • 年月日: 2006-11-18
• [学会発表] 昆虫脳を用いた匂いの脳内表現の再構成 (2006)
  • 著者名/発表者名: 並木重宏
  • 学会等名: 第21回生体・生理工学シンポジウム
  • 発表場所: かごしま県民交流センター ,鹿児島
  • 年月日: 2006-11-18
• [学会発表] 脳研究のモデル動物としてのカイコリソースの利用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 学会等名: NationalBioresource Project シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学国際ホール, 福岡
  • 年月日: 2006-10-18
• [図書] ロボットで探る昆虫の脳と匂いの世界-ファーブル昆虫記のなぞに挑む- (2009)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 総ページ数: 142
  • 出版者: フレグランスジャーナル社
• [図書] 理工学系からの脳科学入門(合原一幸, 神崎亮平編) (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 総ページ数: 219
  • 出版者: 東京大学出版
• [図書] 昆虫ミメティクス~昆虫の設計に学ぶ~(下澤楯夫, 針山孝彦監修) (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 総ページ数: 895-905
  • 出版者: NTS
• [図書] 昆虫はスーパー脳(山口恒夫監修) (2008)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 総ページ数: 41-71
  • 出版者: 技術評論社
• [図書] シリーズ21世紀の動物科学第8巻「行動とコミュニケーション」(岡良隆, 蟻川謙太郎編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 神崎亮平
  • 総ページ数: 37-69
  • 出版者: 培風館
• [図書] 自己組織化マップとその応用(徳高平蔵、大北正昭、藤村喜久郎編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 大塚晃嗣, 浦田宏樹, 礒川悌次郎, 関洋一, 上浦尚武, 松井伸之, 神崎亮平, 池野英利
  • 総ページ数: 123-135
  • 出版者: シュプリンガージャパン
• [図書] 匂いと香りの科学(澁谷達明、市川真澄編著) (2007)
  • 著者名/発表者名: 関洋一, 櫻井健志, 神崎亮平
  • 総ページ数: 217-225
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://www.brain.imi.i.u-tokyo.ac.jp/