|
生体情報研究系感覚認知情報研究部門感覚認知情報部門は視知覚および視覚認知の神経機構を研究対象としている。主にサルの視覚野からニューロン活動を記録し,ニューロンの刺激選択性や,異なる種類の刺激への反応の分布を調べることにより,視覚情報の脳内表現を明らかにすることを試みると共に,さまざまな行動課題時のニューロン活動を分析することにより,それらの視覚情報が知覚や行動にどのように関係しているかを調べている。また最近無麻酔のサルの機能的磁気共鳴画像法(fMRI)による視覚関連脳活動の解析を進めている。具体的な課題としては (1)物体の表面の属性(色や明るさ)が大脳皮質でどのように表現されているか, (2)それらの情報がどのように知覚や行動に関係しているか, (3)視野の離れた場所に存在する要素刺激を統合して一つの物体として認知する仕組み, (4)さまざまな向きの局所の輪郭の情報がどのように組み合わされて図形パターンが表現されるか, といった問題に関して実験を行っている。
職 員
神経シグナル研究部門神経シグナル部門では,神経細胞間および局所神経回路を形成する細胞集団における情報処理のメカニズムを,主に電気生理学的な立場から解析している。また,分子の異常と個体の異常を結びつけるひとつの手段として,自然発症の遺伝子変異もしくは遺伝子改変モデル動物などを用い,複雑な生体システムにおける分子の機能を明らかにしてきている。実験手法としては脳のスライス標本を用いて,神経回路の機能を系統的に検討している。また分子・細胞レベルからの神経回路理解に向けて,コンピュータを組み込んだ実験(ダイナミッククランプ法)や計算論的なアプローチなども導入しつつある。 主に現在行っている研究は以下のとおりである。 (1)電位依存性カルシウムチャネルの異常により起こる神経疾患の病態解明 本チャネルの異常により,ヒト,マウスで小脳失調症やてんかんなどの神経疾患が起こることが知られている。しかし変異がいかに神経疾患を起こすかに関してはほとんど知見がない。われわれはいろいろな測定方法をあわせて用い,単一の分子の異常が脳機能にどのような影響を与えるかを検討している。
(2)視床における感覚情報処理機構とその異常 視床は脳のほぼ中央に位置し,感覚情報を大脳皮質に送る中継核である。近年の研究で,末梢から脊髄神経細胞へどのように感覚情報がコードされるか,またその基盤にある様々な分子の存在が明らかとなってきたが,視床でどのような処理が行われるかに関しては知見が乏しい。神経細胞集団による情報処理を理解するという観点から、まずは基本的な神経細胞間の配線を,大脳皮質第4層(入力層)の複数の細胞から同時記録する方法で明らかにした(図2)。また視床神経細胞が大脳皮質から受ける入力に関しても解析を行い,視床神経細胞が末梢から受ける入力と大きく異なることを明らかにした。
(3)拡散を介した異種シナプス抑制の分子基盤 神経細胞は,シナプスを介して情報伝達を行っている。これまでシナプス伝達は,単一方向にのみ進むと考えられてきた。しかし最近,逆行性や拡散性に伝達される可能性も指摘されるようになってきた。われわれは,脳幹の下オリーブ核から小脳プルキンエ細胞へ投射する登上線維の興奮性伝達物質グルタミン酸が,放出部位から拡散して,バスケット細胞から同じプルキンエ細胞に入力する抑制性シナプス伝達を阻害すること(脱抑制)を見出した。このグルタミン酸による阻害は,バスケット細胞の神経終末に存在するカルシウム非透過性AMPA受容体の活性化を介することが明らかになった。プルキンエ細胞を興奮させると同時に脱抑制を引き起こすことにより,小脳皮質のアウトプットを強化する巧妙な仕掛けであると考えられる(図3)。
職 員
情報記憶研究部門(客員研究部門)現在選考中 神経分化研究部門岡崎統合バイオサイエンスセンター
|
図1 新しい電位センサー膜タンパク分子Ci-VSP。電位依存性チャネルと同様な電位センサー部分と,細胞内側の構造としてホスファターゼドメインをもつ。電位依存的にホスファターゼ活性を変化させる特性を示す。 |
図2 電位センサー膜タンパク分子のトポロジー 電位依存性ホスファターゼ(中)は,ポアドメインの代わりにPTEN様ホスファターゼドメインをもつ。電位依存性プロトンチャネルは,ポアドメインがないにも関わらずプロトン透過能を示す。 |
図3 電位依存性プロトンチャネルmVSOPのcDNAを哺乳類培養細胞に強制発現させたときに得られるプロトン電流。通常の電位依存性チャネルの電位センサードメインに対応する部分からのみからなりポア領域を持たないが,プロトンを通す。保持電位-60mVから脱分極パルスを与えている。膜貫通領域の特定のアミノ酸(201のアルギニン)をグルタミンに置換すると低い脱分極でも開くようになり,内向き電流が生じる。 |
図4 生きたままニューロンを蛍光タンパクの発現によって可視化したトランスジェニックゼブラフィッシュ。上図は通常の蛍光写真。下図は共焦点顕微鏡画像。 |
図5 イカの巨大軸索から記録されたナトリウム電流と電位センサーの移動としてのゲート電流(Gating current)が粘性により遅くなる状況を示したもの。 |
教 授 岡 村 康 司 (生理学研究所兼務) OKAMURA,Yasushi 東京大学医学部卒,同医学系研究科修了,医学博士。東京大学医学部助手,ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校客員研究員,産業技術総合研究所主任研究員(東京大学総合文化研究科助教授併任)を経て平成13年5月から現職。 専攻:神経生物学,生理学。 | |
准教授 東 島 眞 一 (生理学研究所兼務) HIGASHIJIMA,
Shin-ichi 東京大学理学部生物化学科卒,同大学院博士課程修了,理学博士。基礎生物学研究所助手,科学技術振興事業団さきがけ研究専任研究員,ニューヨーク州立大学ストーニーブルック校客員研究員を経て平成15年11月から現職。 専攻:神経生理学,発生神経科学。 | |
助 教(兼務) 久木田 文 夫 (生理学研究所より出向) KUKITA,Fumio 東京大学理学部物理学科卒,同大学院博士課程修了,理学博士。昭和52年12月から現職。 専攻:神経の生物物理学,神経生理学。 | |
助 教(兼務) 岩 崎 広 英 (生理学研究所より出向,休職中) IWASAKI,Hirohide 東京工業大学生命理工学部卒,東京大学医学系研究科修了,医学博士,理化学研究所基礎科学特別研究員を経て平成14年4月から現職。 専攻:神経生物学。 | |
日本学術振興会特別研究員 木 村 有希子 KIMURA,
Yukiko 埼玉大学卒,東京大学理学系研究科修了,理学博士,生理研研究員を経て平成19年4月から現職。 専攻:発生生物学。 | |
研究員 西 野 敦 雄 NISHINO,
Atsuo 東京大学理学部卒,京都大学大学院理学研究科中退,理学博士,東京大学大学院新領域創成科学研究科助手,学振特別研究員を経て,平成19年4月から現職。 専攻:無脊椎動物学。 | |
研究員 村 田 喜 理 MURATA, Yoshimichi 明治薬科大学卒,東京医科歯科大学医学系研究科修了,医学博士,日本学術振興会特別研究員などを経て平成19年4月から現職。 専攻:神経生物学。 | |
研究員 黒 川 竜 紀 KUROKAWA, Tatsuki 九州工業大学卒,同大学院情報工学研究科修了,情報工学博士,平成17年7月から現職。 専攻:生化学。 | |
研究員 大河内 善 史 (生理学研究所より出向) OKOCHI, Yoshifumi 北海道大学農学部卒,名古屋大学理学研究科修了,理学博士。平成17年12月から現職。 専攻:分子神経生物学。 | |
研究員 佐々木 真 理 SASAKI, Mari 大阪大学薬学部卒,大阪大学薬学研究科博士前期課程修了,総合研究大学院大学生命科学研究科博士後期課程修了,理学博士。平成18年4月から現職。 専攻:生理学,分子生物学。 | |
研究員 モハマド・イズライル・ホサイン HOSSAIN, Mohammad,I ジャハンギ・ノグル大学(バングラディッシュ)卒,バングラディッシュ工科大学修士課程修了,総合研究大学院大学生命科学研究科博士後期課程修了,理学博士。平成18年11月から現職。 専攻:物理学。 |
| |
Copyright(C) 2007 NIPS (National Institute for Physiological Sciences) |