2002 Fiscal Year Annual Research Report
昆虫の神経系において対象物までの距離計測を可能にする神経機構
Project/Area Number |
01J10319
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
岡村 純也 九州大学, 大学院・理学研究院, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 視覚 / 距離測定 / 神経機構 / 昆虫 / ハンミョウ幼虫 / 単眼 / ニューロン / 細胞内染色 |
Research Abstract |
本研究は、脊椎動物と比べて単純な神経系をもつ昆虫を実験材料とし、昆虫が視覚的に対象物までの距離を測定する神経機構を明らかにすることを目的とする。ハンミョウの幼虫は地面に掘った巣穴で餌を待ち伏せする。幼虫は頭部に左右6対の単眼をもち、そのうち2対の大きな単眼で餌となる動物や捕食者までの距離を測定する。幼虫は主に両眼視で距離を測定するが、一個の単眼でも可能である。単眼の下には視葉が位置し、左右の視葉から視神経が伸びて脳に繋がる。視葉にはラミナ層とメダラ層がある。前年度までに、電気生理学的実験から、視葉のメダラ層のニューロンのうち若干のものが距離感受性の応答を示すことを明らかにした。さらに、光学的実験から、一個の単眼による距離の測定について、近い対象物は単眼の網膜の周辺部に鮮明な像を結び、遠い対象物は網膜の中央部に鮮明な像を結ぶ可能性を示した。 本年度は、距離感受性ニューロンを細胞内染色することを試みた。87例調べたうち3例が距離感受性の応答を示した。そのうち2例は近い対象物の動きに選択的に応答した。細胞内染色した結果、メダラ層の周辺部に樹状突起を広げていた。メダラ層の周辺部は、網膜の周辺部から入力を受ける部位である。遠い対象物の動きに選択的に応答するニューロンを1例細胞内染色した。このニューロンはメダラ層の中央部に樹状突起を広げていた。メダラ層の中央部は網膜の中央部から入力を受ける部位である。これらの結果は前年度までに得られた光学的実験の結果と一致し、一個の単眼で距離を測定する神経機構が一部明らかになった。しかし、距離感受性ニューロンの応答を記録する確率が低かったため、視細胞から距離感受性ニューロンへのシナプス経路における処理機構を調べることは困難であった。本年度の成果は日本比較生理生化学会で発表し、The Journal of Comparative Physiology誌に投稿準備中である。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Toh, Y., Okamura, J.-Y.: "Forage navigation of hornets studied in natural habitats and laboratory experiments"Zoological. Science. 20. 1-14 (2003)
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[Publications] Toh, Y., Okamura, J.-Y., Takeda, Y.: "Distance and size estimation in the tiger beetle larva : behavioral, morphological and electrophysiological approaches"Neural Mechanism of Early Vision (ed. by A. Kaneko). (in press). (2003)
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[Publications] Okamura, J.-Y., Toh, Y.: "Responses of medulla neurons to illumination and movement stimuli in the tiger beetle larvae"The journal of Comparative Physiology A. 187. 713-725 (2001)
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[Publications] Toh, Y., Okamura, J.-Y.: "Behavioural responses of the tiger beetle larva to moving objects : Role of binocular and monocular vision"The journal of Experimental Biology. 204. 615-625 (2001)