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アイテム
魚類の聴性誘発反応に関する基礎的研究
https://fra.repo.nii.ac.jp/records/2010887
https://fra.repo.nii.ac.jp/records/201088741f8b86b-271e-4c66-ba36-f515e455c45c
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
|---|---|---|
fra_k_28_115.pdf (8.2 MB)
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.png)
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| Item type | 紀要論文 / Departmental Bulletin Paper(1) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 公開日 | 2024-10-02 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 魚類の聴性誘発反応に関する基礎的研究 | |||||
| 言語 | ja | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | Basic study for fish auditory brainstem response | |||||
| 言語 | en | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| キーワード | ||||||
| 言語 | en | |||||
| 主題Scheme | Other | |||||
| 主題 | fish; auditory threshold; hearing; ABR | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 | |||||
| 資源タイプ | departmental bulletin paper | |||||
| アクセス権 | ||||||
| アクセス権 | open access | |||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||
| 著者 |
須賀, 友大
× 須賀, 友大 |
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| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | The Auditory brainstem response （ABR） method is an alternative method to measure the fish auditory threshold. The ABR method allows quick and repeatable measurement of fish without invasive surgery. In this work we developed a method to measure audiograms of fishes. To date, there is no method available to determine the effect of water displacement on method to measure fish hearing, because the measurement of displacement is quite difficult in an auditory experiment. A well-known method to eliminate water displacement when measuring fish audiograms is to face two loudspeakers towards each other and then place a fish between the speakers. This study describes another method to eliminate water displacement. This method measured audiogram in air. Audiogram of marbled sole Pleuronectes yokohamae obtained in air was higher than those obtained in water. This difference was presumably due to inner ear or lateral line sensitivity to water displacement around the center of the water tank. Next we demonstrated that some of the ABR components of fishes are derived from peripheral organs such as the saccule, lagena and utricle in the inner ear. In this experiment, we used sound stimuli of different durations to demonstrate that the ABR of goldfishes Carassius auratus was contaminated with microphonic potential. The durations of the ABR were in proportion with the durations of the sound stimuli. Next the ABR of fishes is commonly measured by bringing the heads of the fishes out of the water in a small tank, however this method is inapplicable to experiments for large fishes that are economically important in large space such as the sea or in a large tank. This study describes a method to record the ABR for fishes in water without exposing the fish heads in air using a water proof and insulated electrode. To evaluate the effectiveness of this method, the goldfish was investigated, and the ABR waveform and auditory thresholds measured in water were compared with these measured on the surface. Both ABR waveforms and auditory thresholds showed similar trend between the two methods. The “underwater ABR method” is considered to be useful to measure the larger fish auditory threshold in a natural or on site environment as in the sea, net enclosures and large aquaria in which precise positioning of the fish is not possible, though more improvement is needed to apply this method to large fishes. Next we used ABR method to measure audiograms for juvenile Japanese sand lance to determine if they are capable of sensing the sound produced by fishing vessels. And we investigated the sensitivity to ultrasound of spot-lined sardine by ABR method to know the possibility whether this fish escape when fish respond to the ultrasound that created by fisheries sonar. Japanese sand lance responded to low frequency sounds between 128 Hz and 512 Hz with sound pressure level of 115 to 125 dB. As the test frequency decreased, so did the auditory threshold level, and the level was about 116 dB at 128 Hz and 181 Hz. These results indicate that Japanese sand lance can detect low frequency sound but are less sensitive than other fish species. The ABR amplitude of spot-lined sardine to ultrasound （40 kHz, 60 kHz, 80 kHz, and 100 kHz） were approximately 0.125μV ～ 0.75μV. These ABR amplitudes to ultrasound stimuli were quite smaller than those of species capable of detecting ultrasound. Spot-lined sardine are not sensitive to ultrasound presentation of 40 kHz， 60 kHz，80 kHz，and 100 kHz at sound pressure levels from 180 dB to 190 dB. This experiment indicate that spot-lined sardine can not detect bio-sonar of porpoise and fishing echo-sounders at distance more than 100 to 300 m from sound source in spherical spreading where the sound pressure level drops less than 180 dB ～ 190 dB. | |||||
| 言語 | en | |||||
| 抄録 | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 魚類の聴覚閾値を計測する方法には心電図導出による刺激時の心拍間隔の伸長を指標とした方法（以下，心電図法）がよく使われてきたが，近年では人間でも実用化されている聴性誘発反応を測定する方法（以下，聴性誘発反応法）が使われるようになってきている。Kenyon ら（1998）は聴性誘発反応法と心電図法等で求めた聴覚閾値曲線の測定から聴性誘発反応法では手術を必要とせず，短時間で計測できる等の長所を示している。 本研究では魚類の聴覚閾値の計測法を発展させるために次の3つの課題，⑴スピーカ対向法による実験に近距離効果の影響が含まれているか，⑵聴性誘発反応波形の発生器官は何か，⑶魚体を完全に水中に置いた状態で聴性誘発反応が測定可能か，についての実験を行った。さらに水産有用魚種のイカナゴの聴覚閾値の測定とマイワシの超音波に対する応答を計測し，聴性誘発反応法の有用性について検討した。本研究では従来の電極接触部位のみを空中において測定する聴性誘発反応法を空中電極固定法と呼び，電極部分まですべて水中に沈めた状態で測定する方法を水中電極固定法と呼ぶことにする。【実験方法】近距離効果の影響 実験にはマコガレイ Pleuronectes yokohamae 10尾を使用した。実験は音圧のみが供試魚に刺激として与えられるように魚体全部を空中に保定して実験を行った。刺激はスピーカ対向法により放音し，閾値の測定には心電図法を用いた。刺激音は63 Hz, 100 Hz, 160 Hz, 200 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 1000 Hz の周波数を使用した。放音の感知の判定は，放音前の30拍の間隔と放音時の間隔で Mann Whitney の U 検定を行い，音刺激により心拍間隔が有意に伸びたことを指標とした。聴性誘発反応の発生器官 実験は空中電極固定法で行った。聴覚特性を詳細に調べられているキンギョCarassius auratus を使用した。供試魚は頭部を除いてネオプレーンゴムで包み，プラスチックのクリップで留め，クランプを使って保定した。反応導出電極にはテフロンコーティングされた直径0.1 mm のタングステンを使った。関電極は中脳中心部の頭部表皮から内部へ0.5 mm 挿入し，不関電極は関電極の5 mm 前方へ同様に挿入した。反応は生体電気アンプで増幅し，同じ音刺激に対する反応を300回加算平均してオシロスコープに記録した。刺激音は音波形を編集して出力できるソフトを使って作成し，オーディオアンプで増幅し，反応波形から刺激音波形の影響を除去するために放音毎に位相を反転させ，空中スピーカから断続的に放音した。供試魚の位置での音圧はハイドロホンで測定した波形の振幅から求めた。刺激音は1 kHz で持続時間を変化させた音を使用した。水中電極固定法 水中電極固定法では電極と電極に繋がれたコードの水没する部分を絶縁，防水する必要がある。そこで絶縁，防水できる自己融着テープを使って電極とコードの水没する部分を巻いた。さらにテープの隙間からの水の侵入を防ぐため，カシューを塗付した。電極は頭部に挿入してから生体接着剤を使って接着した。電極以外の実験方法は空中電極固定法と同様に行った。供試魚は各方法で同一個体を使用し，2つの実験法による比較が行えるようにした。刺激音は250 Hz，500 Hz，1 kHz，2 kHz，4 kHz を使用した。イカナゴとマイワシの聴覚特性 空中電極固定法を使用して実験を行った。イカナゴ Ammodytes personatus 13尾，マイワシ Sardinops melanostictus 8尾を使用した。イカナゴでは刺激音として128 Hz，181 Hz，256 Hz，362 Hz，512 Hz， マイワシでは40 kHz，60 kHz，80 kHz，100 kHz と 1.024 kHz の音を使った。刺激音の感知の判定は反応の振幅と波形の特徴から判断した。聴覚閾値は反応が観察できた時の最も小さい音圧とした。【実験結果および考察】 心電図法で魚体を水中に置いた場合のマコガレイの聴覚閾値（Zhang, 1998）と本研究で魚体を空中においた場合の聴覚閾値を比較すると160 Hz 以下では本研究の値が高くなっている。魚体を水中においたスピーカ対向法では水粒子変位（近距離効果）を完全に抑えることができずに内耳と側線器が応答して聴覚閾値が低くなることがわかった。したがって音圧（遠距離効果）についての聴覚閾値を測定するためには実験方法を改良する必要があることがわかった。 聴性誘発反応発生器官の確認実験では各刺激音の持続時間とそれに対応した反応持続時間には正の相関があった。この特徴は内耳の小嚢から直接導出されるマイクロホン電位等と同様であり，キンギョの聴性誘発反応は内耳の小嚢，通嚢や壺嚢等の器官に由来して発生した反応電位が間接的に頭部表皮から記録されていると考えられる。 水中電極固定法を試みた実験では反応開始から負のピークまでと，負のピークから正のピークまでの時間，振幅の絶対値はいずれも空中電極固定法と有意差はなかった。電気ノイズの最大振幅と反応波形の最大振幅との比（S/N 比）に関しても同一刺激音に対する反応波形で有意差はなかった。聴覚閾値でも計測した周波数で有意差はなかった。したがって防水処理を十分に行うことで魚体が水中にある場合でも聴性誘発反応を計測し，聴覚閾値を求めることが可能であることがわかった。 イカナゴで128～362 Hz で得られた聴性誘発反応波形は FFT の結果から刺激音周波数の約2倍の周波数成分を持ち，基線が振動する特徴があった。聴覚閾値は128 ～256 Hz の範囲で低くなり，113～118 dB であった。漁船から100 m 離れた距離で騒音は100 ～500 Hz で127 ～146 dB であり，マスキング現象を考慮しても騒音を感知していると考えられる。マイワシの超音波への反応波形は先行研究での超音波が聴こえる魚種のような，下に凸の V 字型の特徴は見られず，反応らしき波形振幅も見られなかった。マイワシは本研究で用いた超音波を音圧180～190 dB の範囲で感知しないと考えられる。マイワシの超音波に対する聴覚特性はこれまで計測されたことはなく，本研究の結果では超音波を感知していないと考えられたが，他のニシン科の魚類についても調査し，資源量調査に使用されている魚群探知器の周波数との関連についても明らかにする必要がある。 聴性誘発反応法は短時間で実験を終わらせる必要のあるマイワシのような魚種，さらに電極を接触させることで手術なしに聴覚閾値が測定できることからイカナゴの様な小型魚でも有効な方法であることがわかる。魚類の生棲する環境には様々な音が存在しており聴覚閾値の最も低い周波数がその魚類にとってどの様な利点があるのか，どの様な周波数を人間が利用可能か等，解明すべき点は多くある。このためには幼稚魚からマグロ等の高速遊泳魚まで広い範囲の魚種の聴覚特性の計測が必要であり，聴性誘発反応法は現在用いられている方法では最適である。したがって，電極の材質，寸法，取り付け方法を改善するとともに閾値判定をより客観的に判定できるシステムを確立することが必要となる。 | |||||
| 言語 | ja | |||||
| 書誌情報 |
ja : 水産総合研究センター研究報告 en : Bulletin of Fisheries Research Agency 巻 28, p. 115-169, ページ数 55, 発行日 2009-03 |
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| 出版者 | ||||||
| 出版者 | 水産総合研究センター | |||||
| 言語 | ja | |||||
| ISSN | ||||||
| 収録物識別子タイプ | PISSN | |||||
| 収録物識別子 | 1346-9894 | |||||
| 書誌レコードID | ||||||
| 収録物識別子タイプ | NCID | |||||
| 収録物識別子 | AA11589591 | |||||
| 情報源 | ||||||
| 識別子タイプ | Local | |||||
| 関連識別子 | fra_k_28_115 | |||||
| 関連サイト | ||||||
| 識別子タイプ | URI | |||||
| 関連識別子 | https://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/2010770109 | |||||
| 関連名称 | 日本農学文献記事索引（AgriKnowledge） | |||||
| 著者版フラグ | ||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||
