闘争行動への介入によるコオロギの群れのソーシャルディスタンス形成メカニズム解明

通过干预战斗行为阐明蟋蟀群中社会距离形成的机制

基本信息

批准号：
22K19795
负责人：
杉本靖博
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

コオロギを含む昆虫が見せる闘争行動に着目し，コオロギが個体間の局所的な相互作用を通じて，自律的な個体の行動がどのように集団全体の振る舞いに秩序を創発するか，または，どのようにソーシャルディスタンスを適切に保つ安定な状態を生成しているのかを明らかにすることを目的とした本研究の目的の達成に向けて，2022年度では，「一台のロボットでの闘争行動の介入」，「電気刺激による闘争性の変化の解析」を実施するとともに，「コオロギの神経生理学実験(筋活動の計測)や及び脳内物質の計測」に着手した．ロボットでの闘争行動介入については，小型移動ロボットによる闘争行動介入用の実験システムを構築した．構築したシステムは，市販の小型ロボットtoioとUnityを用いることで，システム構築にかかる時間を抑制した．またこのシステムは複数台のロボットの実験を行ったり，実際のロボットを用いた実験と計算機上のシミュレーションをシームレスに切り替えて実行できるようなシステムとなっている．そして，構築したロボットシステムを用いて闘争行動への介入実験を行った．その結果，小型ロボットにて，闘争行動に介入できることを確認した．特に，まずコオロギ同士に闘争を行わせ勝負をつけさせた上で，ロボットと負けたコオロギを闘争させることで，その負けたコオロギの行動を変容させることが可能となった．また，コオロギの闘争では，勝敗が着くと勝ち個体は攻撃性を維持し，敗者は長時間攻撃性を減衰する．この攻撃性の減衰は，負け効果と呼ばれる．この負け効果から回復するメカニズムについて調べたところ，負け効果からの回復には，他個体との接触刺激のほか，視覚刺激が重要な鍵を握ることが示唆される結果が得られた．

我们重点关注包括蟋蟀在内的昆虫表现出的战斗行为，研究自主个体的行为如何通过个体之间的局部互动为整个群体的行为创造秩序，从而阐明是否正在创建稳定的状态以保持适当的社交距离。为了实现这项研究的目的，即澄清情况，我们将在2022年开展“使用单个机器人对打斗行为进行干预”和“对电刺激引起的打斗行为变化进行分析”。 ”同时，我们开始“神经生理学实验（测量肌肉活动）并测量蟋蟀的大脑物质”。针对机器人对打斗行为的干预，我们构建了一个小型移动机器人对打斗行为干预的实验系统。我们构建的系统使用了市售的小型机器人、toio 和 Unity，以减少构建系统所需的时间。此外，该系统允许使用多个机器人进行实验，并在使用实际机器人和计算机模拟的实验之间进行无缝切换。然后，我们利用构建的机器人系统进行了打斗行为的干预实验。结果，我们确认使用小型机器人干预打斗行为是可能的。特别是，通过首先让蟋蟀互相战斗以确定谁会获胜，然后让失败的蟋蟀与机器人战斗，就可以改变失败的蟋蟀的行为。此外，在板球比赛中，当决出胜负时，获胜者会保持其攻击性，而失败者则会长期减弱其攻击性。这种攻击性的减弱称为失败效应。当我们研究动物从这种失去效应中恢复的机制时，我们得到的结果表明，除了与其他个体的接触刺激之外，视觉刺激也是从这种失去效应中恢复的重要关键。