スザンヌ・アマドール・ケイン

スザンヌ・アマドール・ケインは物理学者であり、ハバーフォード大学の物理学および天文学の教授です。彼女は、さまざまな種類の鳥の行動を理解するためにビデオを利用する研究でよく知られています。

ケインは1982年にマサチューセッツ工科大学で物理学の理学士号を取得。その後ハーバード大学で理学修士号と博士号を取得した。そこで応用物理学者のピーター・パーシャンの研究室で働いた。 1989年に出版された「薄い液晶フィルムにおける臨界現象の光学およびX線研究」と題された彼女の論文は、X線および光散乱技術を利用して生体膜と低次元ソフトマターシステムを研究することに焦点を当てていた。^[1]博士号取得後、ペンシルバニア大学のポスドク研究員となり、1988年から1990年までJ・ケント・ブレイジーの研究室で働いた。そこで彼女は散乱技術を使用して多層フィルムと生体膜の構造を解明する研究を続けた。^[2]

1991年、ケインはハバーフォード大学の助教授となり、2016年に教授に昇進しました。ケインは、生物物理学、ソフト凝縮系物理学、統計物理学の交差点を研究の中心とし、生物音響学、コンピューターモデリング、3Dビデオ分析 などの実験手法を用いて、鳥の行動から生態系の細菌の多様性まで、さまざまなトピックを理解しています。

ケイン氏のグループは、さまざまな鳥の行動を理解するために取り組んできた。2016年に同氏のグループは猛禽類（タカ、ハゲワシ、ハヤブサなど）が獲物を視覚的に探す際に予測不能に頭を回す狩りの方法についての研究を発表した。^{[3]猛禽類は、頭や目を素早く動かす期間（}サッカードと呼ばれる動き）と、特定の一点に目を固定する期間を交互に繰り返して狩りをする。この動きに識別可能なパターンがあるかどうかを判断するために、同グループはオオタカの頭に小さなカメラを取り付け、狩りの最中の頭の動きを追跡した。^[4]同グループはビデオを使用して、各サッカードに費やされた時間と頭を動かさなかった時間の数学的分布を決定し、各サッカード間の時間は外部環境の手がかりによって変化し、タカが標的に焦点を合わせるにつれてその手がかりが変化することを発見した。注目すべきことに、この行動は霊長類が狩りをするときの行動と類似しており、これは霊長類と猛禽類のハンターの間で狩りの根底にある基本的な神経プロセスが同じであることを示唆している。^[5]ケインと彼女のチームはまた、オオタカが狩りをし、獲物が逃げるときの捕食者と獲物の相互作用を研究した。 ^{[6] [7]}再び、ケインとチームはオオタカの頭にカメラを取り付けることによって、獲物を追跡するタカが採用するさまざまな追跡戦略を観察した。オオタカは獲物を追跡するときに2つの戦略のうちの1つを採用し、獲物の進路を斜めの角度で妨害するか、獲物を直接追いかけて追跡するかのいずれかを行う。彼らはまた、分類に取り組んでいる第3の追跡戦略を発見した。狩りをするとき、オオタカはこれらの飛行軌道を組み合わせて使用​​する。[ 8 ^]以前の研究で、ケイン^{[9] [10]}彼女のチームはまた、ハヤブサが獲物を正面から攻撃するのではなく、動きのカモフラージュと呼ばれる効果を利用して、獲物が自分たちを感知する可能性を最小限に抑え、獲物を横に固定していることも観察しました。^[11]この特定の研究では、ケインと彼女のグループは、鳥に固定したバックパックや頭に固定したヘルメットにカメラを取り付けて、鳥の動きを記録しました。

ケイン氏はまた、孔雀の求愛儀式の生体力学を研究した。^[12]特に、彼女の研究グループは、雄の孔雀が尾羽を広げて振動させて雌に求愛する「トレイン・ラトリング」と呼ばれるディスプレイ行動をする際に、羽の生体力学が雄の行動にどのような影響を与えるかに焦点を当てた。ケイン氏は当初、孔雀の羽の色を研究していた共同研究者のロザリン・デイキン氏が撮影したこの行動の高速録画を発見した。^[13] 2人は、尾羽がどのように振動し、その振動が雌にどのように受け止められるかを理解するために、孔雀の求愛儀式のビデオをさらに撮影するために協力し始めた。彼らは、トレイン・ラトリング行動は雌がいる場合にのみ発生し、尾が揺れても尾の眼状紋は動いていないように見えることを発見し、尾を振る行動が尾の眼状紋の外観を強調していると結論付けた。^{[14] [15]}以前の研究で、デイキンは尾の眼状模様の色合いと虹彩がオスの交尾の成功に寄与していることを発見した。^[16]また、尾羽は自然共振周波数で振動し、メスが聞くことができる可聴範囲内の音波を生成することも発見した。 最後に、彼らは直感に反して、オスの尾羽が長く重いほど、羽を振る速度が速いことを発見した。 2018年に発表された追跡調査で、ケインとデイキンは、オスが尾羽をガタガタと鳴らすことで発せられる振動が、実際にはメスの頭頂部で感じられ、それが振動することを発見した。^{[17] [18] [19]}彼らは、メスの冠羽の根元に、機械センサーとして機能するフィロプルームと呼ばれる小さな羽があることを発見した。冠羽が振動し始めると、羽毛が神経細胞を刺激し、羽毛の物理的振動を神経信号に変換します。メスの羽毛の振動がオスの列車のガタガタ音によって送られる機械的信号に特に反応しているのかどうかを理解するために、ケインとダキンはスピーカーを使用してメスの孔雀にさまざまな音を再生しました。冠羽は列車のガタガタ音に反応してのみ振動し、研究者がホワイトノイズを再生したときには反応が記録されませんでした。

• ニュー ディレクションズ フェローシップ、アンドリュー W. メロン財団、2004 年
• アメリカ物理学会フェロー、2020年^[20]