• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2019 年度 実施状況報告書

ミツバチのナビゲーションにおける方向と距離の情報統合の脳内メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 19K06765
研究機関神戸大学

研究代表者

岡田 龍一  神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (20423006)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードナビゲーション / 脳 / 情報統合 / バーチャルリアリティ / 中心複合体
研究実績の概要

巣や餌場などの目的地へ移動する「ナビゲーション行動」では、移動中に方向情報と距離情報を逐次取得しそれらを統合して移動を完遂するが、脳内での統合の仕組みについてはほとんどわかっていない。そこで、本研究では採餌経験をさせたミツバチをバーチャルリアリティ空間内で疑似的に採餌のナビゲーション飛行をさせ、その時の脳内のナビゲーション中枢の神経活動を記録し、どのように方向情報と距離情報が脳内で統合されるかを明らかにすることを目的としている。
今年度は、バーチャルリアリティシステムに搭載するためのパラメータを取得する目的で野外に設置したトンネル内をミツバチに採餌飛行させて、その行動を観察した。飛行中に、偏光フィルターを用いた人工的な偏光パターンを与えて、ミツバチが飛行方向の決定に経路中の偏光情報を利用しているかどうかを検証した。ミツバチにとって、およそ200 mの距離を飛行したと「錯覚する」ように設計した長さ6 mのトンネル内で、ミツバチの体軸(つまりトンネルの長軸方向)に対して垂直方向のeベクトルになるように偏光フィルターを設置した場合、トンネル内飛行を経験したミツバチはフライトシミュレータ内でeベクトルが垂直になる方向に飛翔した。一方、平行なeベクトルを経験したミツバチでは、飛行方向に有意な偏りはみられなかった。次に、トンネルの前半と後半ので偏光のeベクトルの方向が直交するように偏光フィルターを設置したところ、ミツバチは主にeベクトル方向の代数的加算方向、つまり右45度あるいは左45度に向かって飛行した。これらのことは、ミツバチが飛行中に受容した偏光情報を利用して飛行方向を決めていることを強く示唆している。これと平行して、電気生理実験の成功率上昇のために、中心複合体に焦点を当てた解剖学を行い、現在解析中である。

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

今年度は、フライトシミュレータの実装に必要なミツバチの飛翔行動について検証し、ミツバチが人工的に配置した偏光フィルターで構築した偏光パターンであっても、飛行方向がその偏光パターンの情報を利用し、確かに飛行方向が決定されるとことを確認した。この知見をもとにして、フライトシミュレータのバーチャル刺激をより実際の状況に近づけることができるようになった。また、電気生理実験に必要な脳の標本を作製し、現在詳細な解剖学データの解析を行っている。

今後の研究の推進方策

バーチャルリアリティの仮想空間をより現実的なものにできるようになったので、この空間内での神経活動の記録を行う。脳の中心複合体の詳細な解剖学的知見をもとに刺入位置や刺入深度を決定する予定である。さらに、実験個体の内部状態をできるだけ「採餌中」モードに保つために、トンネル実験から電気生理実験までの一連の流れを滞りなく円滑にするために、よりよい実験環境を構築する予定である。それらと平行しながら、電気生理実験を行う。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイスル感染拡大防止のため、予定していた出張がキャンセルになったり、それによって計画していた実験が翌年に持ち越しになったため。繰り越し分は、次年度にそれらを実施するために使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

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

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Free University, Berlin
  • [雑誌論文] Neuroethology of the waggle dance: how followers interact with the waggle dancer and detect spatial information.2019

    • 著者名/発表者名
      Ai H, Okada R, Sakura M, Wachtler T, Ikeno H
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 19 ページ: 336

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/insects10100336

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ミツバチとにおいと植物の関係2019

    • 著者名/発表者名
      岡田龍一
    • 雑誌名

      アロマトピア

      巻: 28 ページ: 46-49

  • [学会発表] 振動で符号化される尻振りダンスからひも解くミツバチの採餌戦略2020

    • 著者名/発表者名
      岡田龍一
    • 学会等名
      第64回日本応用動物昆虫学会
    • 招待講演
  • [学会発表] ミツバチのにおい学習の神経基盤2019

    • 著者名/発表者名
      岡田龍一
    • 学会等名
      ミツバチサミット2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Bees decide their flight direction based on the polarized-light pattern in the sky.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuga Ueno, Haruka Onishi, Ryuichi Okada, Midori Sakura
    • 学会等名
      第41回日本比較生理生化学会
  • [学会発表] Comparative study of olfactory responses to odor components of the oriental orchid flower in Japanese and European honeybees.2019

    • 著者名/発表者名
      Mai Otani, Ryuichi Okada, Midori Sakura
    • 学会等名
      第41回日本比較生理生化学会
  • [学会発表] セイヨウミツバチの採餌経験に基づく偏光定位行動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      上野由雅、岡田龍一、佐倉緑
    • 学会等名
      日本動物学会近畿支部大会
  • [図書] 生き物と音の事典、中枢による発音の制御2019

    • 著者名/発表者名
      生物音響学会、岡田龍一
    • 総ページ数
      464
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254171679

URL: 

公開日: 2021-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi