魚はものをどのように見ているのか－視覚中枢の生理学的特性と機能的意義－

鱼是如何看东西的？ - 视觉中枢的生理特征和功能意义 -

基本信息

批准号：
16J03625
负责人：
萩尾華子
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

魚がものをどのように見ているのかについてはよくわかっておらず、特に魚類の間脳の視覚中継核および大脳（終脳）における視覚情報処理についてはほとんど調べられていない。魚類の視覚を解明するために、網膜から大脳にいたる視覚路を構成するどのニューロンが、視覚対象の形や色、動きなどのどのような視覚刺激に実際に応答しているのかを調べ、魚類の視覚系について視覚路の形態学的および生理学的特性、そして機能的役割について総合的に判断して明らかにすることを本研究の目的としていた。しかし、ニューロンが活動した際に活性化されるタンパク質の抗体を用いた免疫組織化学は抗体の交叉性の問題が生じ、電気生理学的手法によるニューロンの応答を調べることは魚体の保定などで困難であることがわかった。そのため、当初計画していた視覚と嗅覚の連関およびこれらの感覚が統合される脳領域の調査は実施できなかった。しかし、小型モニター画面に視覚刺激を呈示した時のニューロン活動を可視化しようと別のニューロン活動マーカーを用いた新たな実験系の確立を目指してきた。また、他の実験に精力的に取り組み、成果が得られた。視覚路を形態学的にこれまで明らかにしてきたマハゼの間脳視覚中継核から大脳への投射について詳細に調べることが必要であると判断し、神経標識物質（トレーサー）を用いた実験を実施したところ、投射パターンにおいて2つの際立った特徴があることが明らかとなった。そして、マハゼの後に出現したメダカの視覚路を詳細に調べた。また、魚の視覚を理解するためには、視覚が発達していない魚の脳や感覚器も理解する必要があったので、視覚が発達していないウナギの脳を観察して他の研究者らに観察結果を報告した。このように得られた成果について、日本水産学会などで研究発表をした。そして、マハゼを含むハゼ類の大脳の区画を徹底的に解析した成果は共同筆頭著者論文として掲載された。

尚不清楚鱼类如何看待事物，尤其是关于鱼类Bibrain和大脑（Temencephalopathy）中的脑间核中的视觉信息处理。为了阐明鱼类的视野，这项研究的目的是研究哪些构成视网膜到大脑视觉范围的神经元实际上是对视觉对象的形状，颜色和动作等视觉刺激的反应，并阐明了视线的形态和生理特性，以及在鱼类视觉系统中的功能性刺激。然而，使用蛋白质的抗体进行免疫组织化学，当神经元具有活性时会激活的蛋白质会导致抗体交叉问题，并且发现很难使用电生理技术来研究神经元反应，例如通过保持鱼体来研究神经元反应。因此，视觉与嗅觉之间的最初计划的联系与这些感觉的整合的大脑区域之间无法进行。但是，为了在小型监视器屏幕上显示视觉刺激时可视化神经元活动，我们一直在使用另一个神经元活动标记来建立一个新的实验系统。此外，我们能够积极参与其他实验并取得了成果。我们认为有必要详细研究双脑视觉中继核的投影到脑视界到大脑的投影，该核在形态上已经清晰，并使用神经系统物质（Tracer）进行了实验，并发现该投影模式中有两个独特的特征。然后，我们详细研究了摩az鼠之后出现的Medaka的视觉路径。此外，为了理解鱼类的视野，有必要了解没有发展视觉的鱼类的大脑和感觉器官，因此我们观察到没有发展视力的鳗鱼的大脑，并向其他研究人员报告了观察结果。日本渔业学会和其他组织就以这种方式获得的结果进行了研究。对包括Goby在内的Goby物种的大脑区室的彻底分析的结果被出版为共同领导的作者论文。