昆虫の運動検出と距離測定の視覚神経機構

昆虫运动检测和距离测量的视觉神经机制

基本信息

批准号：
06740631
负责人：
水谷明子
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740631/
关键词：
視覚昆虫単眼運動検出立体視視葉甲虫視覚生理学

项目摘要

本研究ではハンミョウ(Cicindela chinensis)の幼虫を材料として運動検出と距離測定の視覚神経機構を調べた。ハンミョウの幼虫は地面の巣穴でエサとなる昆虫等を待伏せる。適当な大きさの昆虫等が近づくと跳び出しこれを捕獲するが、大きな物体を近づけると巣穴の奥に逃避する。この捕獲行動と逃避行動の切換えを調べることで、視覚機構を調べた。幼虫は6対の単眼をもつが、そのうち大きな2対の単眼で頭上を見ている。ダミ-標的に対する行動から、幼虫は自身が跳び上がれる高さ以下の標的にのみ捕獲行動をし、視角が同じでもそれより高い標的には逃避行動を示した。このことは、幼虫の行動が標的の高さで切換わることを示した。2対(4個)の単眼の視野測定から、複数の単眼の刺激の時間パターンがこの切替に関わることが示唆された。隣接単眼の視野は頭の近くでは重複せず、高いところでは大きく重複していた。このことから、隣接単眼が僅かな遅延でほぼ同時に刺激されれば逃避行動、順番に刺激されれば捕獲行動を引起こすとするモデルを提唱した。現在このモデルの鍵となる高さに応じて応答特性を変化させるニューロンを脳内で生理学的に検索している。視覚刺激要因のうち標的の運動速度は行動の切替には直接関与しないが、静止した標的は何れの行動も引起こさない。従って、視覚行動には標的の動きが必須である。電気生理学的に標的の動きに特異的に応答するニューロンを検索し、視葉内に数種の運動感受性ニューロンを同定し、その形態を明らかにした。現在、運動特異的ニューロンの形成回路を検索中である。

在这项研究中，我们利用中国甲虫（Cicindela chinensis）的幼虫研究了运动检测和距离测量的视觉神经机制。甲虫的幼虫躺在地下的洞穴中，等待昆虫进食。当大小合适的昆虫接近时，它会跳出来并捕捉它，但当大型物体接近时，它会逃进洞穴深处。我们通过检查捕获和逃跑行为之间的切换来研究视觉机制。幼虫有六对单眼，其中两对较大的单眼用于俯视上方。从它们对虚拟目标的行为来看，幼虫只对低于其跳跃高度的目标表现出捕获行为，而对高于其跳跃高度的目标表现出逃逸行为，即使视角相同。这表明幼虫的行为根据目标的高度而改变。两对（四）单眼视野测量表明，这种切换涉及多种单眼时间刺激模式。相邻单眼的视野在头部附近不重叠，但在高海拔处重叠明显。基于此，我们提出了一个模型，其中当相邻的单眼几乎同时受到轻微延迟的刺激时会发生逃避行为，而当顺序刺激时会发生捕获行为。目前，我们正在从生理学角度寻找大脑中根据高度改变反应特性的神经元，这是该模型的关键。视觉刺激因素中，目标移动速度不直接参与行为切换，但静止目标不会引起任何行为。因此，目标运动对于视觉行为至关重要。我们从电生理学角度寻找对目标运动做出特异性反应的神经元，识别了视叶中几种类型的运动敏感神经元，并阐明了它们的形态。目前，我们正在寻找运动特异性神经元的形成回路。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A.Mizutani: "Optical and physiological proterties of the larva of the tiger beetle (Cicindela chinensis)." J.Comparative Physiology. 179. (1995)

A.Mizutani：“虎甲虫 (Cicindela chinensis) 幼虫的光学和生理特性。”

DOI：
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Y.Toh: "Structure of the visual system of the larva of the tiger beetle (Cicindela chinensis)." Cell and Tissue Research. 278. 125-134 (1994)

Y.Toh：“虎甲虫（Cicindela chinensis）幼虫视觉系统的结构。”

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0
作者：
通讯作者：

Y.Toh: "Neural organizatin of the larva of the tiger beetle (Cicindela chinensis)." Cell and Tissue Research. 278. 135-144 (1994)

Y.Toh：“虎甲虫（Cicindela chinensis）幼虫的神经组织。”

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