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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Computational process in neural circuit for orientation navigation in insect

Planned Research

Project AreaSystems Science of Bio-navigation
Project/Area Number 16H06544
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

小川 宏人  北海道大学, 理学研究院, 教授 (70301463)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安藤 規泰  前橋工科大学, 工学部, 准教授 (70436591)
Project Period (FY) 2016-06-30 – 2021-03-31
Keywords神経科学 / 昆虫 / 行動学 / 脳・神経 / ニューロン
Outline of Annual Research Achievements

2020-2021年度は、本研究課題の研究成果を取りまとめ,研究論文および国内外の学会で発表を行った。特に繰越申請する理由となった,50th Annual Meeting of Society for Neuroscience が2021年度にオンライン開催され,3件の発表を行った。2020-2021年度に新たに得られた研究成果は以下の通り。
1)視覚/聴覚VRシステムによる音源定位行動における視覚入力の影響について解析を行い,その結果,刺激源の方位情報がない聴覚刺激(誘引歌)であっても,その存在下では視覚的なターゲットに対する定位行動を示すことが明らかとなった。実験装置に関する論文を2021年に発表したほか,上記内容についての研究論文を現在準備中である。
2)公募研究の岩谷班が開発した無限遠平面装置を用いて,運動状態依存的な気流逃避行動の変化を解析した。その結果,運動中に気流刺激を受けた際にはほとんどの場合一時停止し,その後逃避行動を起こすことを発見した。この研究成果は公募班との共同研究成果として,50th Annual Meeting of Society for Neuroscienceをはじめとする多くの学会で発表し,現在論文を準備中である。
3)逃避行動をモデルとした移動運動の方向制御について,その刺激依存性と下行性神経制御機構に関する研究を行い,その成果を2編の研究論文としてまとめて2022年に発表した。
4)移動運動の方向制御に対する多感覚入力の影響を調べるため,触角で障害物を検出させている状態での気流逃避行動を解析した。その結果,障害物の形状や距離,向きと気流刺激の方向の関係によって,逃避行動が柔軟に変化することを発見した。本研究成果は研究論文としてまとめ,2022年に発表した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 3 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Central projections of cercal giant interneurons in the adult field cricket, Gryllus bimaculatus.2022

    • Author(s)
      Hiroki Yamao, Hisashi Shidara, Hiroto Ogawa
    • Journal Title

      The Journal of Comparative Neurology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/cne.25336

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Roles of neural communication between the brain and thoracic ganglia in the selection and regulation of the cricket escape behavior2022

    • Author(s)
      Nodoka Sato, Hisashi Shidara, Hiroto Ogawa
    • Journal Title

      Journal of Insect Physiology

      Volume: 139 Pages: 104381

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2022.104381

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial perception mediated by insect antennal mechanosensory system2022

    • Author(s)
      Nwuneke Okereke Ifere, Hisashi Shidara, Nodoka Sato, Hiroto Ogawa
    • Journal Title

      Journal of Experimental Biology

      Volume: 225 Pages: 243276

    • DOI

      10.1242/jeb.243276

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Action selection based on multiple-stimulus aspects in wind-elicited escape behavior of crickets2022

    • Author(s)
      Nodoka Sato, Hisashi Shidara, Hiroto Ogawa
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 8 Pages: e08800

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2022.e08800

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Auditory Virtual Reality for Insect Phonotaxis2021

    • Author(s)
      Noriyasu Ando, Hisashi Shidara, Naoto Hommaru, Hiroto Ogawa
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 33 Pages: 494-504

    • DOI

      10.20965/jrm.2021.p0494

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Internal state transition to switch behavioral strategies in cricket phonotaxis behavior2020

    • Author(s)
      Hommaru Naoto、Shidara Hisashi、Ando Noriyasu、Ogawa Hiroto
    • Journal Title

      Journal of Experimental Biology

      Volume: 223 Pages: jeb229732

    • DOI

      10.1242/jeb.229732

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deep learning-assisted comparative analysis of animal trajectories with DeepHL2020

    • Author(s)
      Maekawa Takuya、Ohara Kazuya、Zhang Yizhe、Fukutomi Matasaburo、Matsumoto Sakiko、Matsumura Kentarou、Shidara Hisashi、Yamazaki Shuhei J.、Fujisawa Ryusuke、Ide Kaoru、Nagaya Naohisa、Yamazaki Koji、Koike Shinsuke、Miyatake Takahisa、Kimura Koutarou D.、Ogawa Hiroto、Takahashi Susumu、Yoda Ken
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Pages: 5316

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19105-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Roles of neural signals descending from and ascending to the brain in the cricket escape behavior.2021

    • Author(s)
      Hiroto Ogawa, Nodoka Sato, Hisashi Shidara
    • Organizer
      50th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanosensory antennal inputs modulate cercal-mediated escape behavior in crickets.2021

    • Author(s)
      Okereke O. Ifere, Hisashi Shidara, Nodoka Sato, Hiroto Ogawa
    • Organizer
      50th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cricket changes their wind-elicited escape behavior depending on locomotion states.2021

    • Author(s)
      Kazuhide Kiuchi, Hisashi Shidara, Yasushi Iwatani, Hiroto Ogawa
    • Organizer
      50th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Morphological and electrophysiological properties of wind-sensitive interneurons in the cricket brain.2021

    • Author(s)
      Hikaru Chida, Kazuki Kai, Hisashi Shidara, Hiroto Ogawa
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第43回大会
  • [Presentation] Subcellular heterogeneity in Ca2+ responses to airflow in the local non-spiking interneurons of crickets.2021

    • Author(s)
      Kota Shirahata, Hisashi Shidara, Hiroto Ogawa
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第43回大会
  • [Presentation] コオロギ気流誘導性逃避行動は刺激時の運動状態によって変化する2021

    • Author(s)
      木内和秀,設樂久志,岩谷靖,小川宏人
    • Organizer
      日本動物学会第92回オンライン米子大会
  • [Presentation] コオロギ尾葉の機械感覚子の部分的切除による気流誘導性逃避行動への影響2021

    • Author(s)
      加茂駿翼,設樂久志,小川宏人
    • Organizer
      日本動物学会第92回オンライン米子大会
  • [Presentation] コオロギ脳内の気流応答性介在ニューロンの応答特性と形態2021

    • Author(s)
      千田輝,甲斐加樹来,設樂久志,小川宏人
    • Organizer
      Neuroscience 2021ー第44回日本神経科学大会ー
  • [Presentation] コオロギ局所ノンスパイキング介在神経における気流刺激に対する不均一なCa2+応答2021

    • Author(s)
      白旗洸太,設樂久志,小川宏人
    • Organizer
      Neuroscience 2021ー第44回日本神経科学大会ー
  • [Presentation] コオロギの触角機械感覚系による障害物の空間知覚2021

    • Author(s)
      Ifere Nwuneke Okereke,設樂久志,佐藤和,小川宏人
    • Organizer
      Neuroscience 2021ー第44回日本神経科学大会ー
  • [Presentation] コオロギ気流誘導性逃避行動に対する聴覚記憶の時間効果2021

    • Author(s)
      廬安華,設樂久志,福富又三郎,岩谷靖,小川宏人
    • Organizer
      Neuroscience 2021ー第44回日本神経科学大会ー
  • [Presentation] Antennal mechanosense of obstacles modulates the movement trajectory in wind-elicited escape behavior of crickets2021

    • Author(s)
      Ifere Nwuneke Okereke,設樂久志,佐藤和,小川宏人
    • Organizer
      日本動物学会第65回北海道支部大会
  • [Presentation] コオロギ気流逃避行動における行動選択の神経基盤2020

    • Author(s)
      佐藤和,設樂久志,小川宏人
    • Organizer
      日本動物学会第91回オンライン大会
  • [Presentation] なぜコオロギは音を聞くと空気流刺激に対する逃避行動を変化させるのか:捕食者シミュレーションによる逃避成功判定2020

    • Author(s)
      木村響, 福富又三郎, 小川宏人, 根東知央, 日高幹也, 岡田二郎, 河端雄毅
    • Organizer
      日本動物学会第91回オンライン大会
  • [Presentation] コオロギ脳内ニューロンにおける聴覚刺激と機械感覚刺激に対する多感覚応答の方向選択性2020

    • Author(s)
      小川宏人,林田賢樹,甲斐加樹来,設樂久志
    • Organizer
      Neuroscience 2020ー第43回日本神経科学大会ー
  • [Remarks] 小川研究室 研究内容

    • URL

      https://www.sci.hokudai.ac.jp/~hogawa/research/research2.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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