2016 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on a shoal of glass catfish using information technology
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26330278
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
立野 勝巳 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (00346868)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 群れ行動 / 非線形応答 / 電気受容器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グラスキャットフィッシュが他個体を認識する神経情報処理機構について，群れ行動と電気生理学的知見を元に研究してきた．群れ行動では，魚10匹を水槽に入れ，水流や明暗の条件を変えて行動を記録し，群れモデルのパラメータを抽出する解析を行った．情報技術の活用として，目視で行っていた行動解析の負荷を軽減するため，行動軌跡を半自動的に抽出するソフトウェアを開発し，データ解析時間を短縮した．また，魚の位置に加え，頭部の向きも併せて得るようにした．遺伝的アルゴリズムを用いて群れモデルのパラメータの推定を試み，トポロジーモデルが適していることが示唆された．水槽下面からの画像刺激では，反応しないか，画像を避ける反応で，期待した結果は得られなかった．
一方で，正弦波電気刺激に対するグラスキャットフィッシュの行動反応を調べる実験では，刺激パラメータとして，刺激周波数に加え，刺激電流の振幅も可変にできるように実験装置を改良した．魚は，刺激電流がある程度高く，40 Hzより低い周波数で忌避行動を示した．電気生理学実験において，忌避行動を示す刺激電流振幅と刺激周波数帯における，求心性神経のスパイクパターンを解析した結果，バースト放電化が魚の忌避反応に対応することがわかった．数理モデルについていくつか検討したところ、アナログ回路によるスパイキングニューロンアナログ回路が求心性神経の応答特性をよく再現した．
染色実験では，電気受容器から求心性に向かう神経の染色を試み，部分的な神経の染色がみられた．染色条件を変えるなどしたが，長距離の神経走行を追うことはできなかった．
H28年度には，正弦波電気刺激実験に関する電気生理学実験と行動実験の研究成果を国際会議NCSP'17 と2017 NTU-Kyutech Seminarにおいて発表した．NCSP’17では，共同発表者がStudent Paper Awardを受賞した．
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