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2016 年度 実績報告書

聴覚末梢および脳幹による信号抽出の生理機構:コウモリをモデルとした研究

研究課題

研究課題/領域番号 26280064
研究機関独立行政法人国立病院機構(東京医療センター臨床研究センター)

研究代表者

力丸 裕  独立行政法人国立病院機構(東京医療センター臨床研究センター), 政策医療企画研究部, 研究員 (90260207)

研究分担者 船曳 和雄  公益財団法人先端医療振興財団, 先端医療センター研究所, 上席研究員 (00301234)
松尾 行雄  東北学院大学, 教養学部, 教授 (40323117)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード応用光学 / 生物・生体工学 / 神経科学 / エコーロケーション / 移動体通信 / 混信回避 / 内耳有毛細胞 / 国際情報交換(米国・中国・台湾
研究実績の概要

H26年度に,聴覚系末梢での微弱信号抽出機能を探るために,アブラコウモリ(Pipistrellus abramus)で,有毛細胞由来の蝸牛マイクロフォン電位(CM)と蝸牛神経由来の複合活動電位(CAP)を覚醒状態で計測した.CAPではFMパルスの端末周波数40 kHzに対する感度が高く,微弱エコーを増幅して昆虫の羽ばたきを検知する機能が蝸牛内に存在することが分かった.
同じくH26年度に,コウモリ聴覚系脳幹での音情報抽出機構を脳顕微内視鏡で解明するために,予備実験としてマウス下丘での聴覚機能・構造計測を行った.細い光ファイバー(外径300マイクロm,6000本束)から成る脳顕微内視鏡をマウス下丘に挿入し,音刺激に対する反応をカルシウム感受性色素Oregon greenの励起反応を用いて,輝度変化として記録した.この結果,ホワイトノイズ(white noise)やトーンバースト(tone burst)に対する反応を記録し,同一刺激に対して空間的に複数の箇所が同時に反応していることが分かった.また,低周波数に反応する部位は脳表に近い背側部分,周波数が高くなるにつれて反応部位が腹側に移動することも確認した.
H27年度に開始したコウモリでの脳顕微内視鏡計測で,H28年度にはオオクビワコウモリ(Eptesicus fuscus)とセバタンビヘラコウモリ(Carollia perspicillata)の下丘内カルシウムイオン計測に成功した.各々のファイバーの径である300マイクロメートルの空間分解能で,下丘内カルシウムイオンの活動状態がわかった.しかし,可視領域面スキャンに時間を要し,1データポイント取得に50ミリ秒必要とした.そこで,ラインスキャン計測法を開発し,1データポイント取得に132 マイクロ秒という驚異的時間分解能を実現し,高時間分解能が必要な聴覚系研究に対応可能となった.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 17件、 招待講演 5件) 図書 (4件)

  • [国際共同研究] Brown Univ.(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Brown Univ.
  • [国際共同研究] Shandong University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Shandong University
  • [国際共同研究] National Taiwan Normal University(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Taiwan Normal University
  • [雑誌論文] Micro-endoscopic system for functional assessment of neural circuits in deep brain regions: simultaneous optical and electrical recordings of auditory responses in mouse's inferior colliculus.2017

    • 著者名/発表者名
      Yashiro, H., Nakahara, I., Funabiki, K. and Riquimaroux, H.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 119 ページ: 61-69

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.neures.2017.01.002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sensitivity to high frequency communication sounds in the inner ear enhanced by selective attention: Preliminary findings in Mongolian gerbils.2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, A. and Riquimaroux, H.
    • 雑誌名

      Journal of Computational Acoustics

      巻: 25 ページ: -

    • DOI

      doi.org/10.1142/S0128396X17500163

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] How does the cochlea effectively modify vocal communication?2017

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 雑誌名

      Trans. Tech. Comm. Psychol. Physiol. Acoust.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ファイバー型顕微内視鏡とそれを用いた自由行動下の記録法について2017

    • 著者名/発表者名
      藤飯愼也、 船曳和雄
    • 雑誌名

      日本レーザー医学会誌

      巻: 37(4) ページ: 459 -464

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 北海道釧路・十勝沖の海底ケーブル型観測システムを用いたナガスクジラの鳴音の季節依存性2017

    • 著者名/発表者名
      松尾 行雄、赤松 友成、岩瀬良一、川口勝義
    • 雑誌名

      海洋音響学会誌

      巻: 44(1) ページ: 13-22

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of vocal tract characteristics in individual discrimination by Japanese macaques (Macaca fuscata).2016

    • 著者名/発表者名
      Furuyama, T., Kobayasi, K. and Riquimaroux, H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: - ページ: -

    • DOI

      doi.org/10.1038/srep32042

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional optical imaging from bat inferior colliculus using a micro-endoscope.2016

    • 著者名/発表者名
      Yashiro, H., Funabiki, K., Simmons, A., Simmons, J. and Riquimaroux, H.
    • 雑誌名

      Mtgs. Acoust.

      巻: 29 ページ: 010003

    • DOI

      doi.org/10.1121/2.0000403

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conspecific selective attention may enhance sensitivity in the inner ear for high frequency communication calls of Mongolian gerbils.2016

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 雑誌名

      Trans. Tech. Comm. Psychol. Physiol. Acoust.

      巻: 46(3) ページ: 177-180

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] コウモリのエコーロケーション:微弱エコー聴取のための工夫.2016

    • 著者名/発表者名
      力丸 裕
    • 雑誌名

      超音波テクノ

      巻: 28(3) ページ: 49-53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regenerative therapy for vestibular disorders using human induced pluripotent stem cells (iPSCs): neural differentiation of human iPSC-derived neural stem cells after in vitro transplantation into mouse vestibular epithelia.2016

    • 著者名/発表者名
      Taura A, Nakashima N, Ohnishi H, Nakagawa T, Funabiki K, Ito J, Omori K.
    • 雑誌名

      Acta Otolaryngol.

      巻: 136(10) ページ: 999-1005

    • DOI

      doi.org/10.1080/00016489.2016.1183169.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Vocalizing strategies for acoustically jammed conditions for bat echolocation.2017

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      173rd Meeting of the Acoustical Society of America and the 8th Forum Acusticum
    • 発表場所
      John B. Hynes Veterans Memorial Convention Center, Boston, MA, USA
    • 年月日
      2017-06-25 – 2017-06-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Biopsy in Head and Neck Cancers using Fiber-bundle based Micro-endoscope.2017

    • 著者名/発表者名
      Shogo Shinohara, Kazuo Funabiki, Masayuki Nakano, Toshiyuki Goto, Yosky Kataoka, Shinji Takebayashi, Koji Saida, Kazuki Hayashi, Ryosuke, Yamamoto, Tetsuhiko Michida, Hiroyuki Harada, Keizo Fujiwara, Yukihiro Imai, Yasushi Naito
    • 学会等名
      5th Congress of ORL-HNS Oncology
    • 発表場所
      Indonesia
    • 年月日
      2017-03-23 – 2017-03-25
    • 国際学会
  • [学会発表] How echolocating bats can extract information from weak and noisy returning echoes.2016

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      The 3rd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      Irago Sea-Park & Spa, Aichi
    • 年月日
      2016-12-10 – 2016-12-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quantitative description of non-rigid noseleaf motions in old world leaf-nosed bats2016

    • 著者名/発表者名
      Ru Zhang, Liujun Zhang, Shuxin Zhang, Luhui Yang, Cindy Grimm, Ikuo MATSUO, Rolf Mueller
    • 学会等名
      The 3rd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      伊良湖シーパーク&スパ
    • 年月日
      2016-12-10 – 2016-12-11
    • 国際学会
  • [学会発表] がん微小環境を長期間連続観察できる in vivo 顕微内視鏡システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      中野 真行、後藤 俊志、阪上(沢野) 朝子、安藤 亮子、宮脇 敦史、渡辺 恭良、片岡 洋祐、船曳 和雄
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Significance of terminal frequency in FM sweeps for bat echolocation.2016

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      The 5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Echolocation systems of leaf-nosed bats in Taiwan and Iriomote island, Japan.2016

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      The 5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Functional optical imaging from bat inferior colliculus using a micro-endoscope.2016

    • 著者名/発表者名
      Yashiro, H., Funabiki, K., Simmons, A.M., Simmons, J.A., Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      The 5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and the Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] The model for echolocation of insects by using bat-like sounds2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuo MATSUO, Toyoki Sasakura
    • 学会等名
      The 172nd Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Sound localization of fish calls recorded by two stereo-under- water-recorders2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Yamato, Ikuo Matsuo, Ryuzo Takahashi, Naoto Matsubara, and Hiroki Yasuma
    • 学会等名
      The 172nd Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Passive acoustic monitoring of fishes and a crustacean using a towed hydrophone in Tateyama bay2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuzo Takahashi , Tomonari Akamatsu, Tomohito Imaizumi , Ikuo MATSUO
    • 学会等名
      The 172nd Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] VOGによる衝動性眼球運動評価:必要なビデオレートとスプライン補完の有用性の検討2016

    • 著者名/発表者名
      船曳和雄 桐村晋 吉川英基
    • 学会等名
      第75回日本めまい平衡医学会総会・学術講演会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] オリジナルのWindowsソフトを用いた自覚的視性垂直位 (SVV) の計測2016

    • 著者名/発表者名
      扇田秀章, 金沢佑治, 鳥居紘子, 田浦晶子, 船曳和雄, 伊藤壽一, 大森孝一
    • 学会等名
      第75回日本めまい平衡医学会総会・学術講演会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小重力環境における前庭有毛細胞についての検討2016

    • 著者名/発表者名
      田浦晶子, 中川隆之, 船曳和雄, 辻純, 伊藤壽一, 大森孝一
    • 学会等名
      第75回日本めまい平衡医学会総会・学術講演会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-28
    • 国際学会
  • [学会発表] 聴覚系におけるマップ,ボトムアップ,トップダウンを考える.2016

    • 著者名/発表者名
      力丸 裕
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス,富山
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Counterintuitive strategies for bats to listen to their echoes.2016

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      International Bat Research Conference 2016
    • 発表場所
      The Gateway Hotel, Durban, South Africa
    • 年月日
      2016-07-31 – 2016-08-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ファイバーバンドル型顕微内視鏡による自由行動下の脳内キナーゼ計測2016

    • 著者名/発表者名
      船曳和雄
    • 学会等名
      第39回日本神経科学会大会 シンポジウム 「ファイバーフォトメトリを用いた行動中動物の脳深部神経活動記録」
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Efferent command may facilitate special frequency channel in the inner ear for vocal communication of Mongolian gerbils.2016

    • 著者名/発表者名
      Riquimaroux, H.
    • 学会等名
      The 171th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 発表場所
      Salt Lake City, Utah, USA
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-27
    • 国際学会
  • [図書] Bat Bioacoustics, Springer Handbook of Auditory Research2016

    • 著者名/発表者名
      Hiryu, S., Mora, E. and Riquimaroux, H.
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Springer
  • [図書] 脳内環境辞典2016

    • 著者名/発表者名
      船曳和雄
    • 総ページ数
      156
    • 出版者
      メディカルドゥ
  • [図書] トコトンやさしいバイオミメティクスの本2016

    • 著者名/発表者名
      松尾 行雄
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      日刊工業新聞社
  • [図書] インスツルメンテーションの視点からみたバイオミメティクス2016

    • 著者名/発表者名
      松尾 行雄
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      シーエムシー・リサーチ

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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