山脇兆史の研究テーマ

主に昆虫を用いて、行動発現や意思決定の仕組みを神経レベルで調べています。

昆虫の様々な行動

行動の不思議

私たちが普段何気なく行っている行動は、実は複雑な情報処理の上で成り立っています。例えばコップで水を飲むだけでも、多数の筋肉を上手く協同させて制御する必要があり、簡単ではありません。(幼児や酔っぱらいがよく水をこぼすことが、その証拠です。)

昆虫においても、複雑に制御された行動がみられます。カマキリによる餌捕獲はその一つです。カマキリは視覚で餌の位置を知り、その場所へ鎌(前肢)を繰り出します。この時、複眼で受け取られた光情報は、如何にして個々の筋肉への運動指令へと変換されるのでしょうか?その仕組みは、まだよくわかっていません。

餌捕獲に限らず、行動の制御機構には未解明な問題が多く存在します。本研究室では、カマキリによる防御行動や、コオロギによる視覚定位行動の研究も行っています。

行動の選択・意思決定

動物は状況に応じて適切な行動を選択して実行します。私たちの生活も意思決定の連続で成り立っており、例えば、ある商品を買うか買わないかで悩んだことがある人は多いでしょう。近年の経済学では、人間は必ずしも合理的な選択をしないことが明らかになり、その原因として意思決定の神経機構そのものへの興味が高まっています。

本研究室では、カマキリによる捕獲か逃避の意思決定に注目して、その神経機構の解明に取り組んでいます。

なぜ昆虫を研究するのか?

昆虫には以下のような利点や面白さがあります。

神経系が比較的単純
昆虫の脳のニューロン数は約100万と言われています。これは脊椎動物の脳に比べてはるかに少ない数です。そのため、特定の行動に限定すれば、その神経機構全体の理解が期待できます。
単一ニューロンの同定が可能
昆虫のニューロンのうち大型のものは、形態や機能から同定できます。言い換えれば、異なる個体において、神経系の同じ場所に同じ形で同じ機能をもつニューロンを見つけることができます。これは、神経機構を構成するニューロンを一つずつ調べていく際に、とても有用です。
行動の複雑さ
昆虫は、脊椎動物に劣らない複雑な行動をみせます。ミツバチはダンス言語で蜜の在処を仲間に伝えます。サバクアリは餌を求めて砂漠を探索し、何の目印がなくても迷うことなく巣に戻ります。記憶や学習能力も、脊椎動物にさほどひけをとらないことがわかっています。これらの驚異的な行動を可能にする昆虫の脳・神経系は、どのような仕組みになっているのでしょうか?

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