Spatial cognition in fish-Analysis with species, task and brain region-

鱼类的空间认知-物种、任务和大脑区域的分析-

基本信息

批准号：
22K03215
负责人：
渡辺茂
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03215/
关键词：
ウナギ脳の比較空間学習水流学習脳魚類比較認知科学

项目摘要

１）ニホンウナギを４本のパイプがある円形プールで訓練した。ウナギはこのうち１本のパイプに入ることができるが、他の３本には入ることができない。入ることのできるパイプの横には小型スクリュウが設置され、その位置はランダムに変えられる。およそ15試行で学習ができた。パイプとスクリュウの位置をずらすとその距離に依存して正答率が低下した。スクリュウの羽を外すと弁別ができなくなった。一方、スクリュウの代わりに小型水中ポンプを設置した場合には弁別を維持できた。側線の有毛細胞を傷害するために飼育水槽にストレプトマイシンを投与すると弁別はできなくなった。これらの結果は１）ニホンウナギが水流を手がかりとする空間学習ができること、２）その弁別は側線器官経由の感覚を用いていること、を示す。２）脳の背面及び側面画像の面積から算出する新しい脳サイズの指標を考案した。ニホンウナギとマハゼからこの指標を計算し、脳重と比較したところどちらの種でも高い相関を得ることができた。本指標を元に、脳プロフィールを調べると、ウナギは相対的に大きな嗅球と大脳を持ち、ハゼは大きな視蓋を持つことがわかった。また、主成分分析を行うと２種が異なるクラスターを形成することがわかった。

1) 日本鳗鱼在有四根管子的圆形水池中进行训练。鳗鱼可以进入其中一根管道，但不能进入其他三根。可以进入的管道旁边安装了一个小螺丝，其位置可以随意改变。大约经过 15 次尝试才学会。当管道和螺钉的位置发生偏移时，正确答案率会根据距离而降低。当螺旋叶片被移除时，歧视就变得不可能了。另一方面，当安装小型潜水泵而不是螺杆时，歧视仍然存在。当链霉素被注射到饲养池中以破坏侧线的毛细胞时，辨别就变得不可能了。这些结果表明：1）日本鳗鱼能够利用水流作为线索进行空间学习，2）它的辨别能力利用侧线器官的感觉。 2）我们设计了一种新的大脑尺寸指数，根据大脑背面和侧面图像的面积计算。通过日本鳗鱼和青花鱼计算该指数，并与脑重量进行比较，结果发现这两个物种具有高度相关性。当我们根据这个指标检查大脑轮廓时，我们发现鳗鱼有相对较大的嗅球和大脑，而虾虎鱼有较大的视顶盖。此外，主成分分析表明这两个物种形成了不同的簇。