距離識別の視覚神経機構:新しいモデルの神経生理学的・神経細胞学的検証

距离辨别的视觉神经机制：新模型的神经生理学和神经细胞学验证

• 批准号: 08740653
• 负责人: 水谷 明子
• 金额: $ 0.58万
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740653/
• 关键词: 視覚; 昆虫; 単眼; 立体視; 距離測定; 視葉; 甲虫; 視覚生理学

本研究はハンミョウ(Cicindela chinensis)幼虫を材料として、物体までの距離と物体のサイズの検出に関わる視覚神経機構について調べた。ハンミョウの幼虫の攻撃行動と逃避行動は、物体までの距離と物体の絶対的サイズに依存して切り替えられた。6対の単眼のうち、1個の大きな単眼のみを残して残りの単眼をペイントで覆った個体でも、視覚行動にはある程度の切り替えが見られた。このことは、標的までの距離と標的の絶対的サイズの検出が複数の単眼の協調作用によるだけでなく、1個の単眼でも可能であることを示し、距離とサイズの検出に関わる未知の視覚神経機構が存在する可能性を示唆している。一方、幼虫の視覚行動をビデオ撮影し、詳しく解析したところ、幼虫は、運動視差により行動の切り替えを引き起こす可能性も示された。視覚を一定に保ち、異なる距離で物体を動かした時、物体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で電気生理学的に検索した。視葉の第3次ニューロンの中には標的の視覚が等しいにもかかわらず、距離の違いにより興奮性の応答と抑制性の応答を示すものが見られた。光学的測定では、視覚の等しい物体の網膜像は物体の置かれた距離により微妙に異なっていた。このことからも、記録されたニューロンの応答は、複数の単眼からの入力により形成されるだけでなく、1個の単眼からの入力が距離依存性を示すようなニューロン回路で処理されることにより形成される可能性を示す。現在、各単眼からの詳しい入力様式を調べ、幼虫の距離測定の視覚神経機構を解析中である。

在这项研究中，我们以中国甲虫（Cicindela chinensis）幼虫为材料，研究了检测物体距离和物体大小所涉及的视觉神经机制。甲虫幼虫的攻击和逃跑行为根据与物体的距离和物体的绝对大小而变化。即使在具有六对单眼的个体中，仅保留一个大单眼，其余单眼被油漆覆盖，也观察到视觉行为的某种程度的转变。这表明，不仅可以通过多个单目的协同动作来检测到目标的距离和目标的绝对大小，而且可以通过单个单目来检测，并且检测距离和大小所涉及的未知视野。表明神经机制存在的可能性。另一方面，对幼虫视觉行为的录像和详细分析表明，运动视差可能导致幼虫改变行为。当物体在保持视力恒定的情况下移动不同的距离时，在幼虫的视叶和大脑中对对物体距离变化做出反应的神经元进行电生理学搜索。即使视觉目标相同，视叶中的一些第三神经元也会根据距离表现出兴奋和抑制反应。光学测量表明，具有相同视力的物体的视网膜图像根据物体放置的距离而略有不同。由此看来，记录的神经元反应不仅是由多个单眼的输入形成的，而且还因为来自单个单眼的输入经过表现出距离依赖性的神经元电路处理而表明了形成的可能性。我们目前正在研究每只单眼的详细输入格式，并分析幼虫测量距离的视觉神经机制。