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昆虫における複数の刺激情報統合に基づく行動選択の神経機構の解明

基于多刺激信息整合阐明昆虫行为选择的神经机制

基本信息

批准号：
19J10862
负责人：
佐藤和
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10862/
关键词：
意志決定逃避行動

项目摘要

動物は捕食者の接近を示す刺激を検出し、状況に応じて適切な逃避行動を行う。申請者はこれまでに、コオロギが複数の気流刺激パラメータに基づいて跳躍または歩行を逃避応答として選択することを発見した。本研究では、複数刺激パラメータに基づいた逃避行動選択の神経基盤を解明することを目的とした。コオロギでは、高次中枢へ感覚情報を送る上行性信号や脳神経節から運動司令を送る下行性信号が二本の神経束を介して伝えられる。そこで、まず①脳神経節と胸部神経節の間、または②最終腹部神経節と第4腹部神経節の間で片側神経束を切断して上行性・下行性信号を部分的に遮断し、その影響を検証した。跳躍が生じる確率は①と②の両方で減少したが、歩行が生じる確率は②でのみ減少し①では影響が見られなかった。この結果は、跳躍を行うには脳神経節への感覚情報入力が重要であるが、胸部神経節に両側性の感覚情報入力があれば脳からの運動司令が半減しても歩行を行えることを示す。すなわち、跳躍と歩行を誘導する神経回路はそれぞれ脳神経節と胸部神経節に存在し、これらの高次中枢領域間の神経連絡が重要な役割を持つと考えられる。この役割を詳細に調べるために、逃避行動中の運動制御への上行性・下行性信号遮断の影響を解析すると、移動速度や距離、方向制御には脳神経節からの両側性下行性信号が重要であり、素早く逃避を開始するためには前胸神経節への両側性上行性信号が重要であることが示された。最後に、跳躍と歩行に先行して脳神経節から送られる下行性信号を細胞外記録によって調査すると、跳躍時には歩行時より行動開始直前に急激な下行性信号の活動増加が生じていた。これは、脳神経節が逃避行動を決定した結果として異なる運動司令を送ることを示す。本研究の結果、脳神経節で刺激情報処理を経て逃避行動が決定されることに加え、逃避行動において脳神経節と胸部神経節が持つ役割が明らかになった。

Animals respond to approaching predators by indicating appropriate stimuli, conditions, and evasive actions. The applicant shall not be liable for any loss or damage caused by any loss or damage to any loss or damage caused by any loss or damage caused by The purpose of this study is to clarify the mental basis for the choice of escape action based on multiple stimuli. The upper and lower levels of central sensory information are transmitted by the upper and lower levels of the central nervous system. In addition, during the period between the thoracic and abdominal nerve segments, the lateral nerve bundle between the abdominal nerve segment and the fourth abdominal nerve segment was cut off, and the upward and downward signals were partially blocked. The rate of jump is reduced. The rate of jump is reduced. The result is that the sensory information input of the nervous system is important, and the sensory information input of the chest nervous system is important. The neural circuits that cause jumping, jumping, and walking exist in the central nervous system and in the thoracic nervous system, and the neural connections between the higher-order central regions are important. Analysis of the effect of upward and downward signal interruption on movement control in escape action, movement speed and distance, direction control, and lateral downward signal of mental node are important. The last, jump, walk, first, second, third, fourth, fifth, fifth, sixth, fourth, fifth, sixth, seventh, seventh This is the first time that the United States has made such a decision. The results of this study show that neurologic stimulation information processing and avoidance action are the most important factors in the decision making and avoidance action.