| 講演名 | 2010-12-19 ショウジョウバエ幼虫の走化性行動の統計的解析 高品 栄光, 森本 高子, 宮川 博義, 青西 亨, |
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| 抄録(和) | 生物は光,熱や化学物質濃度などの環境から得られる情報を処理し,自らの生存にとって最も適切な行動をとる.特に,化学物質の濃度勾配を検知して進行方向を変化させる行動は走化性行動と呼ばれている.本研究では,モデル動物ショウジョウバエ幼虫を用いて,走化性行動機構の数理的解析を行った.走化性運動における前進と回転の2状態の離散的な遷移に着目し,この状態遷移を隠れマルコフモデルで記述した.提案モデルでは,前進から回転への状態遷移確率を,匂い物質濃度を入力とする移動平均フィルタをもつ形式神経細胞モデルで表現した.CantonS(野生型)とOr83b(嗅覚変異体)の走化性行動の計測データに対して,Baum-Welchアルゴリズムによるモデルパラメータ推定,赤池情報量基準により移動平均フィルタの長さを決定した.野生型の場合,1次と2次のフィルターが最適となり,2次では時間微分フィルタが抽出された.これに対して,嗅覚変異体の場合,全個体で0次が最適となり,匂い情報に基づかず方向転換を行っていることを示唆する結果が得られた. |
| 抄録(英) | Animals continuously collect and process information on the enviroment, e.g. luminance, temperature and chemical concentration, and translate them into proper behavioral actions. In particular, chemotaxis is the phenomenon in which animals direct their movements in response to concentration gradient of chemoattractants. In this study, we statistically analyzed the chemotaxis mechanisms in Drosophila larvae by composing hidden malkov models describing discreate transitions between forward and rotary motions in the chemotaxis. Here, this model was built under the assumption that a transition probability from forward to rotary motions can be formulated as a formal neuron model containing a moving average (MA) filter entered time sequence of chemical concentrations. Then, by using chemotaxis data measured from CantonS (wild type) and Or83b (olfactory mutant), we estimated its model parameters with Baum-Welch algorithm and we selected the lenght of the MA filter with Akaike information criteria. In the case of wild types, the length of estimated filters was one or two, and espcially in second-order filters, time differential filters were extracted. On the other hand, in the case of olfactory mutants, the length of estimated filters was zero, which suggests that the mutants use no information of odorant. |
| キーワード(和) | ショウジョウバエ幼虫 / 走化性行動 / 隠れマルコフモデル / Baum-Welchアルゴリズム |
| キーワード(英) | Drosophila larva / chemotaxis / Hidden Markov Model / Baum-Welch algrithm |
| 資料番号 | MBE2010-77,NC2010-88 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE |
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| 開催期間 | 2010/12/12(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | ME and Bio Cybernetics (MBE) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ショウジョウバエ幼虫の走化性行動の統計的解析 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Statistical Analysis of Chemotaxis in Drosophila Larvae |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | ショウジョウバエ幼虫 / Drosophila larva |
| キーワード(2)（和/英） | 走化性行動 / chemotaxis |
| キーワード(3)（和/英） | 隠れマルコフモデル / Hidden Markov Model |
| キーワード(4)（和/英） | Baum-Welchアルゴリズム / Baum-Welch algrithm |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 高品 栄光 / Tomomitsu TAKASHINA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院総合理工学研究科 Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 森本 高子 / Takako MORIMOTO |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京薬科大学生命科学部 School of Life Science, Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 宮川 博義 / Hiroyoshi MIYAKAWA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京薬科大学生命科学部 School of Life Science, Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 青西 亨 / Toru AONISHI |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京工業大学大学院総合理工学研究科 Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology |
| 発表年月日 | 2010-12-19 |
| 資料番号 | MBE2010-77,NC2010-88 |
| 巻番号（vol） | vol.110 |
| 号番号（no） | 354 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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