| 研究課題/領域番号 |
18K14754
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
八杉 公基 宇都宮大学, 工学部, 研究員 (50722790)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 魚類 / 行動 / 認知 / バーチャル生物 |
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| 研究実績の概要 |
コンピュータ内で生物を忠実に再現した「バーチャル生物」であれば、外見や動きなどそれぞれの要素を独立かつ自由に編集して操作することができる。このバーチャル生物の特徴を活かして、魚類が相手の動きに含まれるどのような情報を他者認知に利用しているのかを特定し、彼らの認知システムにおける動きの重要性を明らかにすることを目的として、研究を行った。
材料には、行動や生理、および遺伝的基盤がよく研究されているメダカの飼育系統であるヒメダカを用いた。これまでの研究では、実験個体であるヒメダカの入った水槽にディスプレイを隣接させ、ディスプレイ上にバーチャルメダカを投影することで、ヒメダカにバーチャルメダカを提示してきた。この方法では、バーチャルメダカに誘引されたヒメダカの接近行動はいずれディスプレイに阻まれるため、接近後のヒメダカの反応（例えば闘争行動や群れ行動）を観察するのは困難であった。これは、バーチャルメダカを使った実験だけでなく、映像刺激を提示するすべての実験に共通する課題であると考えられる。この課題を解決するため、現在の所属である宇都宮大学工学部 山本裕紹研究室で研究が進められている「空中結像技術」の導入に意欲的に取り組んだ。これは、ディスプレイに表示される内容を、ディスプレイから離れた場所、つまり水槽の壁を越えて水槽内にいる実験個体の目前に空中像として表示できる手法である。これにより実験個体が「触ることのできる」映像刺激を提示することが可能となるため、この分野に大きな進歩をもたらすことが期待される。本年度はこの空中結像技術を用いた２種類の行動実験装置を提案した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度から所属が宇都宮大学工学部に変更となった。これまでに動物実験を行ったことのない研究室の所属となったため、実験や飼育のための設備、道具をゼロから揃えることとなり、時間がかかってしまった。またプロジェクト雇用の研究員となったため、本研究に割けるエフォートが10％と大幅に減少したのも、進捗が遅れた原因となった。しかしながら、本年度の研究によって、これまでの実験装置では大きな課題となっていた「ディスプレイによる干渉」を解決できる見通しが立った。提案した行動実験装置は（１）実験動物の周囲に空中像を形成することで、没入型の刺激提示を行うことができるものと（２）実験動物の正面に空中像を形成することで、行動観察エリア中央に実験動物を誘引して相互作用を観察できるものの２種類であり、様々な目的の実験に対応できると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、本年度に提案した実験装置を利用して、メダカの縄張り行動を誘発する「動き」の特定と、それが持つ情報の解明を目的とした研究を行う予定である。メダカは、水槽内を自由遊泳するバーチャルメダカに対し、追従して排除するような行動を示す。ガラス越しに見せたキンギョにはこのような行動をとらない。そこで、まずはキンギョの外見＋メダカの動きモデル、メダカの外見＋キンギョの動きモデルを作成して提示し、メダカの縄張り行動の変化を見ることで外見と動きどちらの影響力が大きいかを明らかにする。
次に、メダカの行動データとキンギョの行動データを比較し、速度およびその変化量、軌道、姿勢など動きの種間差を抽出する。そして種間差が見られたそれぞれの要素について、キンギョの要素と入れ替えたバーチャルメダカを作成し、提示されたメダカの縄張り行動が減少するか検討する。また、それらの要素を含めたバーチャルメダカの動きを構成するすべての運動情報について、変化量を固定し「ゆらぎ」をなくした場合のメダカの反応を調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度から所属が宇都宮大学工学部に変更となり、プロジェクト雇用の研究員となったため、本研究に割けるエフォートが10％と大幅に減少した。これまでに動物実験を行ったことのない研究室であるため、実験や飼育のための設備、道具をすべて自分で揃えることとなった。幸いにも実験用の部屋が確保でき、飼育環境は整えられたものの、行動解析用のコンピュータやカメラをまだ購入できていないため、次年度使用が生じてしまった。
次年度はこれらの設備をすべて整えたいと考えている。現在の所属研究室では、映像提示のための設備やカメラ関係の情報が豊富に集まるため、それを活かした購入計画を立てられると期待している。
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