昆虫の高次脳中枢における温度・湿度情報処理機構の解析

昆虫高级脑中枢温湿度信息处理机制分析

• 批准号: 21870039
• 负责人: 渡邉 英博
• 金额: $ 1.76万
• 依托单位: Fukuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21870039/
• 关键词: 温度情報処理; 湿度情報処理; 嗅覚情報処理; 昆虫; 脳; 糸球体

昆虫の脳内での高次中枢での温度・湿度情報処理機構を解析するために以下の研究を行なった。第一に温度・湿度情報や嗅覚情報処理における一次中枢である触角葉の神経解剖学的解析を行った。昆虫の触角葉は嗅覚や温度・湿度感覚の機能単位である約205個の糸球体から構成される。これら糸球体を全て同定、命名し、その完全な触角葉内での地図を作成した。この結果についてはすでに論文として投稿し、現在出版準備中である。第二に細胞内記録法を用い、触角葉での温度・湿度および嗅覚情報処理機構を明らかにした。触角葉の糸球体構造でこれらの感覚モダリティは二次ニューロンである投射ニューロンへと伝えられる。投射ニューロンからの網羅的な細胞内記録によって、これらの情報は糸球体の位置情報と投射ニューロンでの神経応答パターンによる時間情報に変換されることがわかった。特に投射ニューロンの時間情報は触角葉で糸球体間を接続する局所介在ニューロンによる抑制性の入力によって形成されることが投射ニューロンと局所介在ニューロンからの同時記録によって明らかになった。これらの結果については日本比較生理生化学会第31回大会で報告し、大会発表論文賞を受賞した。また、ワモンゴキブリでの研究と並列して、高度に発達した社会性昆虫であるアリでの温度・湿度情報処理についての神経解剖学的研究を行なった。結果、ゴキブリと非常に相同な温度・湿度糸球体構造があることが明らかにになった。これらの研究結果についてはずでに共著者として二本の論文で報告している。

进行了以下研究，以分析昆虫大脑高阶中央区域中的温度和湿度信息处理机制。首先，我们对触角叶的神经解剖分析，温度和湿度信息的主要中心以及嗅觉信息处理。昆虫的触角叶由大约205个肾小球组成，它们是气味，温度和湿度的功能单位。所有这些肾小球都已被鉴定并命名，并映射在其完整的触角裂片中。结果已经作为论文提交，目前正在准备出版。其次，使用细胞内记录方法来阐明触角叶中的温度，湿度和嗅觉信息处理机制。这些感觉方式在触角叶的肾小球结构中传播到次级神经元，投影神经元。投影神经元的全面细胞内记录表明，基于投影神经元中的神经反应模式，此信息将转换为肾小球位置信息和时间信息。特别是，来自预计和局部神经元的同时记录表明，投影神经元的时间信息是由连接肾小球上肾小球的局部神经元的抑制输入形成的。这些结果在日本比较生理和生化科学学会的第31届会议上报道，并获得了会议演示论文奖。此外，与美国蟑螂的研究并行，我们对蚂蚁（一种高度发达的社会昆虫的蚂蚁的温度和湿度信息处理）进行了神经解剖学研究。结果，很明显，存在与蟑螂非常同源的温度和湿度肾小球结构。这些发现是在两篇论文中作为合着者报告的。

项目成果

Complete mapping of glomeruli based on sensory nerve branching pattern in the primary olfactory center of the cockroach Periplaneta americana

• DOI: 10.1002/cne.22452
• 发表时间: 2010-10
• 期刊: Journal of Comparative Neurology
• 影响因子: 2.5
• 作者: Hidehiro Watanabe;H. Nishino;M. Nishikawa;M. Mizunami;F. Yokohari

ワモンゴキブリ嗅覚投射ニューロンの時空間的情報処理

美洲大蠊嗅觉投射神经元的时空信息处理

• 发表时间: 2009
• 作者: Naoki Horikoshi;Yuichi Morozumi;Motoki Takaku;Yoshimasa Takizawa;Hitoshi Kurumizaka;渡邉英博
• 通讯作者: 渡邉英博

ワモンゴキブリ嗅覚情報処理過程における触角葉局所介在ニューロンの役割

触角叶局部中间神经元在美洲大蠊嗅觉信息处理中的作用

• 发表时间: 2009
• 作者: Yoshimasa Takizawa;Yong Qing;Motoki Takaku;Takako Ishida;Yuichi Morozumi;Takashi Tsujita;Toshiaki Kogame;Kouji Hirota;Masayuki Takahashi;Takehiko Shibata;Hitoshi Kurumizaka;Shunichi Takeda;渡邉英博
• 通讯作者: 渡邉英博