立体視による距離測定のニューロン回路

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本研究はハンミョウ(Cicindela chinensis)幼虫を材料として、距離の測定に関わる視覚神経機構について調べた。ハンミョウの幼虫は地面の巣穴で餌を待ち伏せる。適当な大きさの獲物が近づくと跳び出しこれを攻撃するが、大きな物体が近づくと巣穴の奥に逃避する。ダミ-ターゲットを用いた行動実験では、幼虫の攻撃行動と逃避行動の切り替えは、ターゲットの絶対的サイズと距離に依存して引き起こされることが明らかとなった。また、幼虫は6対の単眼を持つが、1個の大きな単眼のみを残して、残りをペイントで覆った個体は、ターゲットまでの距離の測定を正確に行うことができなかった。幼虫の視覚行動の切り替えは、2個以上の単眼による立体視により行われることを示した。ターゲットまでの距離の変化に対して応答するニューロンを幼虫の視葉と脳内において電気生理学的に検索した。ターゲットの視角と角速度を同一にして、ターゲットを幼虫の頭上1cmと5cmの高さで動かしたときの応答を比較した。視葉の第3次ニューロンの中には、ターゲットの視角が等しいにも関わらず、距離が1cmの時には興奮性の応答を示し、距離が5cmの時には抑制性の応答を示すものが見られた。このようなニューロンの応答形成には複数の単眼からの入力が関係していると考えられる。また、脳内にも同様の性質を持つニューロンが見られた。現在、このようなニューロンの各単眼からの詳しい入力様式を調べ、幼虫の距離測定の神経機構を解析中である。