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2016 年度 実績報告書

異感覚種における刺激方向情報を搬送する細胞集団のコーディング精度による予測

研究課題

研究課題/領域番号 26440176
研究機関北海道大学

研究代表者

小川 宏人  北海道大学, 理学研究院, 教授 (70301463)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード昆虫 / 神経回路 / コーディング / 方向選択性 / ニューロン
研究実績の概要

昨年度までに確立したin vivo 大規模カルシウムイメージング法を用いて,同時に複数の気流感覚系の上行性介在ニューロン群の細胞体から気流刺激に伴うカルシウム応答を記録した。カルシウム応答の最大振幅を反応強度として,8方向から気流刺激与えたときの反応強度から方向感受性を調べたところ,いずれも電気生理学的に得られた方向感受性と一致した。各刺激角度に対する反応強度の確率密度分布をもとに尤度を算出し,刺激方向のコーディング精度を算出したところ,巨大介在ニューロン(GI)10-3の精度が最も高く,次いでGI10-2, 9-3, 8-1の順になった。また,GI10-3, 10-2, 9-3では左右一対のニューロンからデコーディングした場合にコーディング精度が上昇した。また,複数のGIsの反応からデコーディング精度を算出したところ,ニューロン数を増やすほど精度は上がった。逆に全ニューロンから特定のGIペアを取り除いた場合を検討したところ,特に精度の高い10-2, 10-3を取り除いた場合に精度が減少した。したがってコオロギ気流感覚系では特に左右一対のGIs 10-2と10-3の細胞集団が気流刺激の方向情報を搬送していることが分かった。しかし,他のニューロンを加えることで予測精度が向上したことから,ほかのGIも方向情報の搬送をサポートしている可能性がある。
また聴覚系では,聴覚性投射ニューロンとして同定されているAN2と局所介在ニューロンであるON1, 2がそれぞれmulti-modalな応答を示すことを昨年度報告した。本年度は特にAN2に注目して,音刺激と気流刺激をそれぞれ単独で与えた場合と,同時に与えた場合の応答を調べた。AN2は音,気流を単独で与えた場合よりも,2つの刺激を組み合わせて同時に与えた方がより大きな応答を示し,またその反応潜時も単独刺激のものより多感覚刺激の方が短かった。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 昆虫の短中距離ナビゲーションを支える神経基盤2016

    • 著者名/発表者名
      小川宏人
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 34 ページ: 685-689

    • DOI

      10.7210/jrsj.34.685

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Diversity of GABAergic inhibitory impacts on dendritic integration for directional tuning in insect mechanosensory projection neurons.2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ogawa and Ruriko Mitani
    • 学会等名
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Acoustic stimulus impacts on directional variability of wind-elicited walking behavior in the cricket.2016

    • 著者名/発表者名
      Matasaburo Fukutomi and Hiroto Ogawa
    • 学会等名
      46th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 昆虫の機械感覚性投射ニューロンにおける樹状突起カルシウムシグナルから予測される活動電位の空間動態2016

    • 著者名/発表者名
      小川宏人,三谷瑠里子
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] コオロギ気流誘発性逃避行動における成虫脱皮後の経時的変化2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤和,小川宏人
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] コオロギの初期感覚情報処理における多感覚統合2016

    • 著者名/発表者名
      染谷真琴,小川宏人
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] コオロギ気流誘導性歩行運動と下行性神経活動は先行する聴覚刺激によって修飾される2016

    • 著者名/発表者名
      福富又三郎,小川宏人
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [図書] The cricket as a model Organism; Development, Regeneration, and Behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshichika Baba and Hiroto Ogawa
    • 総ページ数
      373(うち17ページを執筆)
    • 出版者
      Springer Japan
  • [図書] The cricket as a model Organism; Development, Regeneration, and Behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ogawa and John P. Miller
    • 総ページ数
      373(うち18ページを執筆)
    • 出版者
      Springer Japan
  • [備考] 小川研究室 研究内容

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/~hogawa/Research.html

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公開日: 2018-01-16  

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