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アイテム
グラスキャットフィッシュにおける正弦波電気刺激に対する電気受容器の求心性線維のスパイクパターンと行動に関する研究
https://doi.org/10.18997/0002000298
https://doi.org/10.18997/0002000298d629a05f-8a39-4c3c-834a-cc616dd1afab
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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sei_k_473.pdf (13.2 MB)
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| アイテムタイプ | 学位論文 = Thesis or Dissertation(1) | |||||||||
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| 公開日 | 2023-11-29 | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | グラスキャットフィッシュにおける正弦波電気刺激に対する電気受容器の求心性線維のスパイクパターンと行動に関する研究 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||
| 著者 |
足立, 侑駿
× 足立, 侑駿
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| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||
| 内容記述 | 電気魚や電気受容器をもつ魚は､環境中の電気信号を手掛かりに餌を探したり､障害物を回避したりする｡熱帯の淡水に生息するグラスキャットフィッシュは電気受容器を持つ魚である｡電気受容器に結合する求心性線維は､自発発火しており､60Hz程度の周期的なスパイクを示す｡正弦波電気刺激に対してスパイク発火間隔（ISI）が変調される｡ISIの変調は周波数依存であり､5-10Hzにおいて感度が高い｡正弦波電気刺激に対する電気受容器の求心性線維における周波数特性は調べられている一方で､行動に関する知見は少なく､電気生理学的知見との比較もなされていない｡そこで､本研究では正弦波電気刺激に対するグラスキャットフィッシュの電気受容器の求心性線維の電気生理実験と行動実験を行い､周波数特性と行動反応の周波数特性を比較して､関連性を明らかにした｡ 電気生理実験においては､麻酔したグラスキャットフィッシュに正弦波電気刺激を加え､電気受容器の求心性神経のISIの変調について､刺激周波数依存性と刺激振幅依存性を解析した｡電気受容器の求心性神経の周波数変調は刺激周波数依存であり､1-40Hzに特に高いゲインが得られた｡ISIの時間的に局所的な変動をLv値により評価すると､20Hzを中心に4-40Hzの範囲で､刺激なしに比べ有意に高くなった｡ただし､80Hzや100Hzでは､刺激振幅の大きさに関係なく､Lv値は低いままであった｡このことから､求心性神経は自発発火周波数より低い周波数の正弦波電気刺激に対して時間的な局所変動を起こすことが明らかとなった｡ISIの統計的性質に加えて､非線形ダイナミクスも解析を行った｡ISIの時系列から1次元写像を作成すると､周期1や周期2に加え､非周期的なL型や環状になる応答が生じた｡L型の１次元写像は､バースト放電と呼ばれるスパイクパターンのときに得られた｡1次元写像の変化は､刺激周波数依存で､10Hzを中心にL型の1次元写像となった｡刺激振幅を大きくすると､低周波領域にもL型の1次元写像を示すデータの割合が高くなった｡このことは､ISIのバースト放電パターン化が､Lvが高くなる刺激周波数と刺激振幅と一致する｡ 行動実験では､刺激電極間隔がグラスキャットフィッシュの体長より長い10cmとなるようにした｡正弦波電気刺激を加えると､刺激周波数に応じて､電極付近を避ける忌避行動を示した｡円筒形の水槽内のグラスキャットフィッシュの位置は角度で表し､忌避行動は滞在角度の偏りとして評価した結果として､振幅250nAppでは10Hzと20Hzにおいて､刺激電極の反対の位置に滞在しやすいことが示された｡刺激振幅を500nAppとすると､魚の滞在する角度が刺激電極位置と反対に偏る刺激周波数帯は0.5-100Hzにまで広がった｡結果として､グラスキャットフィッシュは10-20Hzを中心として､刺激振幅が大きくなると､より広い周波数帯で忌避行動を示すことを明らかになった｡有限要素法により､円形水槽内の電場の分布を求めると､グラスキャットフィッシュは､単にISIの変調で忌避するのではなく､体側に分布する電気受容器で電位勾配を検出し､空間的な電位勾配をより中枢神経系で処理し､その結果として忌避行動を起こすことを示唆する結果となった｡ 電気生理学実験の結果と行動実験の結果は､グラスキャットフィッシュが正弦波電気刺激に対し10-20Hzを中心として､低周波数帯域に感度の高い応答を示すことで一致している｡刺激振幅を大きくすると､応答する刺激周波数帯域が低周波帯に広がる特性なども類似する｡また､急な電位勾配が低い周波数で振動することで､グラスキャットフィッシュの複数の電気受容器が反応し､忌避行動が誘発されるという結果となった｡体長より長い電極間隔はグラスキャットにとっての捕食魚が想定され､視界の利かない環境において､体全体で電気を受容するような電場を形成される物体は捕食される危険を感じると考えられる｡ |
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| 言語 | ja | |||||||||
| 目次 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | TableOfContents | |||||||||
| 内容記述 | 第1章 序論|第2章 正弦波電気刺激に対する電気受容器の求心性線維の電気生理学的特性|第3章 非線形ダイナミクスの解析|第4章 グラスキャットフィッシュの行動特性|第5章 総論|第6章 結論 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 備考 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | 九州工業大学博士学位論文 学位記番号：生工博甲第473号 学位授与年月日: 令和5年9月25日 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 電気感覚 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | グラスキャットフィッシュ | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 電気生理学 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 動物行動学 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 非線形ダイナミクス | |||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第473号 | |||||||||
| 学位名 | ||||||||||
| 学位名 | 博士（学術） | |||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||
| 学位授与年月日 | 2023-09-25 | |||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||
| 学位授与機関識別子 | 17104 | |||||||||
| 学位授与機関名 | 九州工業大学 | |||||||||
| 学位授与年度 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | 令和5年度 | |||||||||
| 出版タイプ | ||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||
| アクセス権 | ||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||
| ID登録 | ||||||||||
| ID登録 | 10.18997/0002000298 | |||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||
