Spectral opponency in photoreceptors : neuroethological analysis

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私たちは、昆虫の色覚神経機構と進化に関する研究の一環として、視葉板における視細胞間シナプスに着目している。視細胞間シナプスは抑制性で、アゲハで我々が発見したものである。優れた色覚をもつアゲハは色覚研究のモデル種で、複眼には分光感度の違う６種の視細胞がある。視細胞が抑制し合うと何が起こり、 二次ニューロンLMCには何が伝達されるのか？このシナプスはハエの視葉板にはない。ハエでは視葉板に入る視細胞の分光感度がみな同じで、視葉板と色覚の関係が薄いためと考えられる。本研究では、アゲハの視細胞間シナプスは色覚神経機構の重要な要素と考え、視葉板における波長情報処理の機構を詳しく調べている。アゲハについては、１）視細胞の波長対比性、２）LMCにおける波長情報処理、また色覚の進化を解明するために、３）視葉板回路の比較研究も進めている。１）については2019年、８種の波長対比性の反応を記載した論文を出版した。2021年度はアゲハ視細胞とLMCのシナプス結合を網羅的に解明したコネクトームの結果を詳細に解析し、独立の論文として出版した。２）では、LMCの分光感度と形態の関係を解析した。コネクトームではLMCに形態の異なる５種を同定したが、分光感度は細胞形態との関係は無く、むしろ入力視細胞の分光感度を規定する“個眼タイプ”との関係が深いことが分かった。また、動き知覚ニューロンの波長感受性が、行動実験とよく合致することを突き止め、論文としてまとめた。３）では、モンシロチョウとミツバチの視葉板連続電顕画像の解析に着手した。すでにアゲハとの顕著な差が見つかっており、進化学的にも興味深い。比較研究の一環として、２種のヒョウモンチョウで、視細胞分光感度の性差を検証した。いずれもオスでより多様な視細胞が認められた。生理光学実験の結果と併せて論文を出版した。