自由歩行する昆虫から行動と神経活動を同時計測するための新たな実験システム A new recording system for locomotor and neural activities of freely walking insects

この論文にアクセスする

この論文をさがす

著者

    • 甲斐 加樹来 KAI Kazuki
    • 長崎大学大学院生産科学研究科環境科学専攻 Graduate School of Science and Technology, Nagasaki University
    • 岡田 二郎 OKADA Jiro
    • 長崎大学水産・環境科学総合研究科 Graduate School of Fisheries Science and Environmental Studies, Nagasaki University

抄録

 我々は,一般的な埋め込みワイヤ電極を用いた電気生理学的手法に,ファクトリ・オートメーション機器として用いられる画像センサを導入して,非拘束昆虫から神経活動の細胞外記録と行動計測を同時に行うための実験システムを開発した。このシステムでは,画像センサによるリアルタイム画像解析の結果をアクチュエータにフィードバックして,カメラが動物を追跡する。これにより,比較的広範囲にわたり動物の細かい挙動を高倍率で撮影することが可能となる。また,動物のターンにともなって自動回転するスリップリングを装備することにより,電極線の捩れを解消し,長時間の神経活動記録が可能となる。このシステムは,画像解析によって算出される,動物の運動を表すユーザー定義のパラメータをアナログ出力して,神経活動と共に記録するためのDAコンバータを備えている。このシステムを用いて,非拘束のフタホシコオロギの歩行運動と前大脳におけるニューロン活動を記録した。本システムは,適切な実験系の設定と画像センサの機能を応用することで,昆虫のような小動物を対象に,歩行をともなう行動と神経活動の関連を解析することが期待できる。

We have developed an experimental system for simultaneously recording the locomotor behavior and the neural activities from freely walking insects. The system consists of a motion-tracking subsystem, a motor-driven rotating connector (an active slip ring subsystem), and conventional extracellular recording devices. A pair of linear motion guides is orthogonally arranged to form a 2-D coordinate system above the experimental arena. The head stage of the 2-D guide is equipped with a CCD camera and the active slip ring subsystem. When an animal is detected in the arena by the CCD camera, a programmable logic controller (PLC) sends a feedback signal to the servomotors for the head stage so that the insect is always captured at the center of the image. Thus, the CCD camera continuously follows the animal, and then, the system measures two behavioral parameters, namely, the 2-D coordinates of the animal's position within the arena and the orientation of the body axis. Electrical signals from neurons are fed to a conventional bio-electrical amplifier through the active slip ring subsystem. The tangling of electrode wires, which is necessarily caused when the animal turns, is automatically compensated for by the active slip ring subsystem. The new system successfully recorded the locomotor and brain neuron activities of field crickets within 12 h.

収録刊行物

  • 比較生理生化学

    比較生理生化学 29(1), 18-25, 2012-01-31

    THE JAPANESE SOCIETY FOR COMPARATIVE PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY

参考文献:  22件中 1-22件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030754535
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10391932
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    NOT
  • ISSN
    09163786
  • NDL 記事登録ID
    023526372
  • NDL 請求記号
    Z18-1651
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
ページトップへ