Electroreception Seeing Hearing Tasting Smelling Touch.

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1 Electroreception Seeing Hearing Tasting Smelling Touch

2 Electrical signals Reception （電気受容） Generation　（発電）

3 モルミリ目 ジムノティ目

4 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

5 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

6 Electroreceptors Skin

7 Ampullary organ Tuberous organ All electric fishes: for
‘passive’ electrolocation Tuberous organ Only in electrogeneric fishes: for ‘active’ electrolocation

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10 Electric-to-electric transduction

11 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

12 Electroreceptive fishes detect biogenic electricity
Muscle activities (~electromyogram) Electrochemical signals from the gill. The gill is an ion-exchanger that produces standing potential.

13 ロレンツィーニ器官

14 5 nV/cm = 1.5V / 3000 km ~ 1 V / 1000 miles 1.5V

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16 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

17 Electric fishes with the electric organ (electrogeneric)

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19 Electrical signals Reception （電気受容） Generation　（発電）

20 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

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25 Pacemaker nucleus in the brain

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28 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

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30 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

31 - 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) Hz 2.5 msec 電気受容器 time electroreceptors (all over the skin)

32 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

33 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）

34 Hypopomus Eigenmannia Apteronotus

35 Brachyhypopomus gauderioの産卵ビデオ

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38 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）

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40 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

41 Gymnarchus niloticus electric organ

42 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。

43 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)