カイコガ触角葉における匂い情報のポピュレーションコーディング

摘要

昆虫の嗅覚系は、哺乳類に比べて神経細胞の数が圧倒的に少ないため、嗅覚情報処理機構を研究するためのモデル動物として精力的に研究されている。昆虫脳では、触角葉神経回路において匂い情報の処理が行われており、触角葉は嗅球と機能的に同一であると考えられている。本研究では、カイコガ(B. mori)に3種類の匂い物質を投与し、匂い刺激時の触角葉投射神経細胞のスパイク応答を記録し、神経細胞の匂い情報表現について解析した。まず、投射神経細胞のスパイク応答の匂い選択性について解析した。この結果、多くの細胞は複数の匂い物質に応答し、1つの匂い物質に選択的に応答する神経細胞は非常に少ないことがわかった。次に、匂い刺激物質を推定（Decoding）した。この結果、少数の細胞からでも匂い物質を識別可能であることが明らかになった。%Due to the simplicity of the brain anatomy and similarity to vertebrates, insect is a model animal for investigating olfactory systems. The antennal lobe is a first olfactory relay in the insect olfactory system, which is functionally and anatomically equivalent to the mammalian olfactory bulb. In this study, we examined the encoding and decoding of odorants by neurons in the antennal lobe in the silkmoth olfactory system. Three kinds of odorants are stimulated to silkmoths and the responses of the antennal lobe projection neurons (PNs) are recorded intracellularly. First, the odor selectivity of PNs was analyzed. Most neurons responds to more than two odorants and a few neurons respond to a specific odor. Second, we decode odorant identity from the firing rates of the PNs using an extension of the population vector method. The results show that a few PNs can discriminate the odorants accurately.