Electroreception Seeing Hearing Tasting Smelling Touch
Electrical signals Reception （電気受容） Generation （発電）
モルミリ目 ジムノティ目
Functional classification of electric fishes Only electroreceptive 電気受容だけが可能な魚 Electrogeneric as well as electroreceptive 発電と電気受容の両方が可能な魚 Weakly electric fishes 弱電気魚 Strongly electric fishes 強電気魚
Only electroreceptive fishes Sharks, rays, non-teleost ray-finned fishes, cyclostomes Catfishes Teleost is an exception サメ, エイ, 非硬骨魚、ヤツメウナギ ナマズ 硬骨魚は例外
Electroreceptors Skin
Ampullary organ Tuberous organ All electric fishes: for ‘passive’ electrolocation Tuberous organ Only in electrogeneric fishes: for ‘active’ electrolocation
Electric-to-electric transduction
電気で何をするのか What do they do with it? Detection of weak electricity from animals （餌を見つける） The source of electricity: - muscle contraction activities - electrical activities at the gill - earth magnetic field Communication and navigation
Electroreceptive fishes detect biogenic electricity Muscle activities (~electromyogram) Electrochemical signals from the gill. The gill is an ion-exchanger that produces standing potential.
ロレンツィーニ器官
5 nV/cm = 1.5V / 3000 km ~ 1 V / 1000 miles 1.5V
Electric fishes w/ electroreceptive and electrogeneric capabilities Weakly electric fishes （弱電気魚） (several mV/cm) African: elephant nose, Gymnarchus Central and South American: Gymnotiformes Strongly electric fishes （強電気魚） (up to 600V) Electric eel Electric ray Electric catfish
Electric fishes with the electric organ (electrogeneric)
Electrical signals Reception （電気受容） Generation （発電）
強電気魚 (50 – 800V) 威嚇 防御 麻痺 弱電気魚（数V以下） 電気定位 電気コミュニケーション 混信回避行動
Pacemaker nucleus in the brain
強電気魚 (50 – 800V) 威嚇 防御 麻痺 弱電気魚（数V以下） 電気定位 電気コミュニケーション 混信回避行動
電気定位 (electrolocation) 電気器官 electric organ 電場 electric field electrolocation object 発電は継続的であることを強調 ~400 Hz 2.5 msec 電気受容器 time electroreceptors
- Resistance → amplitude - Capacitance → phase (time) Electric fishes can detect resistive and capacitive components of the object. The resistive component causes amplitude modulation, where as capacitative component cause time shift in the feed back signal. The amplitude and phase information are sampled by different types of electroreceptors. (1’15’’ till the end of the first two slides) 250-500 Hz 2.5 msec 電気受容器 time electroreceptors (all over the skin)
強電気魚 (50 – 800V) 威嚇 防御 麻痺 弱電気魚（数V以下） 電気定位 電気コミュニケーション 混信回避行動
発電周期変調によるコミュニーケーション （ジムノティ目）
Hypopomus Eigenmannia Apteronotus
Brachyhypopomus gauderioの産卵ビデオ
パルス波形によるコミュニケーション （モルミリ目電気魚）
強電気魚 (50 – 800V) 威嚇 防御 麻痺 弱電気魚（数V以下） 電気定位 電気コミュニケーション 混信回避行動
Gymnarchus niloticus electric organ
混信回避行動 発電周波数 それが混信回避行動です。 この行動のアルゴリズムが良くわかり、神経機構もまれなまでによく理解されている、 とここで述べる。
F F i i s s h h f f s s o o w w n n d d i i s s h h c c a a r r g g 人工刺激の周波数（周波数クランプ） 魚の発電周波数 + 2 H z + 2 H z 周波数 F F i i s s h h f f s s o o w w n n d d i i s s h h c c a a r r g g e e f f r r e e q q u u e e n n c c y y - 2 H z - 2 H z 2 H z F i s h f s o w n d i s h c a r g e f r e q u e n c y 時間 5 s e c Kawasaki (1993)