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本研究では、コオロギの偏光定位行動と罰学習を組み合わせた新たな実験パラダイムにより、ナビゲーションにおいて特定のe-ベクトル方向への定位行動が発現する際の脳内メカニズムを解明することを目的としている。
昨年度までに、トレッドミル上で歩行するコオロギに対してトレッドミルの回転からクローズドループで偏光刺激を制御できるシステムとレーザーによる熱刺激と組み合わせることで、特定の偏光e-ベクトル方向を学習させるパラダイムを確立した。そこで今年度は、コオロギ頭上の偏光e-ベクトルを2つの範囲に分け、歩行中の個体の体軸がどちらか片方の範囲に入っていた場合、腹部にレーザーによる罰刺激を与える条件づけを行い、定位学習の成立について詳細な解析を行った。その結果、体軸と垂直な方向への忌避学習は成立しやすいが、水平方向への忌避学習は成立しにくいことが明らかとなった。このことから、昆虫の偏光による方向検出には何らかの不均一性があることが示唆される。そこでこのメカニズムについて、頭上の偏光受容に関わる複眼のDRA領域の個眼の形態から考察される偏光感度のe-ベクトル方向依存性を元に検証を行っている。また、レーザーによる罰刺激をランダムに与えるような試行においても、定位行動そのものの有意な増強が見られたことから、コオロギのような単独性かつ非定住性の昆虫であっても、状況に応じて歩行経路の選択に利用する視覚手がかりを取捨選択していることが示された。
現在は、これらの行動学実験の結果を踏まえ、定位学習の神経基盤を明らかとするために行った薬理学実験および電気生理学実験の解析をすすめている。
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