野のコオロギにおける音響コミュニケーションの神経倫理学-昆虫の脳における信号発生から歌の認識まで

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Prog. Neurobiol..2020 Jul;:101882. S0301-0082(20)30137-4. doi: 10.1016/j.pneurobio.2020.101882.Epub 2020-07-13.

野のコオロギにおける音響コミュニケーションの神経倫理学-昆虫の脳における信号発生から歌の認識まで

Neuroethology of acoustic communication in field crickets - from signal generation to song recognition in an insect brain.

Stefan Schöneich

PMID: 32673695 DOI: 10.1016/j.pneurobio.2020.101882.

抄録

野のコオロギは、雄が雌を誘引するために大声で呼ぶ歌で最もよく知られている。本研究では、野性コオロギの仲間探しのための音響コミュニケーションの基礎となる神経生物学的基盤に関する現在の知見をまとめ、最近の研究の進展に重点を置いて、Gryllus bimaculatusの鳴き声の運動パターン生成と聴覚パターン認識の神経回路網を理解することを目的としています。このような昆虫の雄の鳴き声や雌の音性を研究するための研究は、種内コミュニケーションの根底にある神経機構への強い科学的関心により、継続的に進められてきました。神経生物学的な理解の高まりは、感覚生態学、生物音響学、行動の遺伝学と進化に関する検証可能な仮説を検証する多くの研究にも影響を与えています。この数十年の間に、野原コオロギの音響コミュニケーションは、神経倫理学的なモデルシステムとして非常に成功しました。これはすべての動物の神経系がどのようにして行動を制御し、生成するかについての現代的な理解の基本的な構成要素である指令ニューロン、中枢運動パターン生成、後続放電処理、感覚特徴検出によるパターン認識などの行動神経科学における基本的な概念を確立し、再考し、洗練させる科学的プロセスに大きく貢献してきました。

Field crickets are best known for the loud calling songs produced by males to attract conspecific females. This review aims to summarize the current knowledge of the neurobiological basis underlying the acoustic communication for mate finding in field crickets with emphasis on the recent research progress to understand the neuronal networks for motor pattern generation and auditory pattern recognition of the calling song in Gryllus bimaculatus. Strong scientific interest into the neural mechanisms underlying intraspecific communication has driven persistently advancing research efforts to study the male singing behaviour and female phonotaxis for mate finding in these insects. The growing neurobiological understanding also inspired many studies testing verifiable hypotheses in sensory ecology, bioacoustics and on the genetics and evolution of behaviour. Over last decades, acoustic communication in field crickets served as a very successful neuroethological model system. It has contributed significantly to the scientific process of establishing, reconsidering and refining fundamental concepts in behavioural neurosciences such as command neurons, central motor pattern generation, corollary discharge processing and pattern recognition by sensory feature detection, which are basic building blocks of our modern understanding on how nervous systems control and generate behaviour in all animals.