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脳機能計測センター形態情報解析室脳機能を脳神経系の微細構造や神経結合から研究することを目的としている。設備としては超高圧電子顕微鏡(H-1250M型:常用加速電圧1,000kV)を備えている。本装置は医学・生物学専用としては国内唯一の超高圧電子顕微鏡であり,常に技術的改良が加えられると共に,画像解析方法や観察方法に関しても開発が行われている。この装置を用いた全国共同利用実験が行われている。この共同利用実験は(I)生体微細構造の三次元解析,(II)生物試料の高分解能観察,(III)生物試料の自然状態における観察の三課題を主な柱としている。 またよりマクロなレベルの形態研究用として,各種の細胞の初代培養や継代培養,脳スライスの培養,モノクロナール抗体の作成を行える設備および凍結切片やパラフィン切片等の標本作成用設備を備えている。これらの試料を観察するためにビデオ観察も行える各種の光学顕微鏡設備を備えている。
職 員
機能情報解析室思考,判断,意志などを司る脳のしくみを明らかにするには,ヒトの脳を研究する必要がある。非侵襲的な脳機能検査法がこのために有用である。しかし現在のところそれらによる情報だけでは不十分であり,脳活動を直接的に記録あるいは操作できる動物実験を行うことも必要不可欠である。このような観点から,サルの研究とヒトの研究を相互に関連させながら進めている。研究手法としては,大脳皮質電位の直接記録法,PET(陽電子断層撮影法),脳磁図などを併用している。
職 員
生体情報解析室 1. 2光子顕微鏡イメージンググループ 2. コンピューター・ネットワークグループ |
図1. 生きているマウスの大脳皮質のEYFP発現神経細胞群の3次元再構築。我々の新たに開発した“in vivo” 2光子顕微鏡法は世界で最も優れたもののひとつである。その優れた深部到達性は生体深部の微細な細胞の形態や活動を観察することを可能とする。マウス個体を生かしたまま,空間分解能を損なうことなく大脳表面から0.9mm以上の深部の断層像が取得でき,生きた大脳皮質全体を可視化する。 (鍋倉淳一教授との共同研究)。 | |
図2. 多光子励起とは,フェムト秒の近赤外レーザーパルス光を対物レンズで集光することにより,1個の分子が同時に,複数個の光子を吸収し第一電子励起状態へ遷移する現象である(A)。多光子吸収は焦点でしか起きないので,焦点以外での無駄な吸収が無い上(B),深部到達性が高く,レーザーを走査することで断層像が取得できる。従って,生体臓器標本における分子・細胞機構を調べるのに最善の方法論である。多光子励起を用いた顕微鏡法(2光子顕微鏡)は,医・生物学に応用されてからまだ間がなく,その可能性の一部しかまだ使われていないことも魅力の一つである。今後,2光子顕微鏡はその高い定量性と空間解像によって,微小電極やパッチクランプ法と肩を並べる方法論になると我々は考える。 | |
図3. 「逐次開口放出」の発見。2光子顕微鏡を用いた開口放出の定量的測定法を確立した。この方法論は,観察する平面内のすべての開口放出を検出し,融合細孔の動態をナノメーター(1-20nm)の解像で測定でき,また,すべての分泌臓器に適用可能である。この手法を用いることにより,小胞の動員が逐次的に細胞内に進む様式があることが明らかとなった。この様式は様々な細胞,組織で確認されており,極めて一般性が高い。 | |
図4 生体情報解析システム |
図5 ネットワークサーバ群 |
職 員 |
准教授 根 本 知 己 NEMOTO, Tomomi 東京大学理学部物理学科卒,東京工業大学大学院博士課程修了,博士(理学)。理化学研究所フロンティア研究員,同基礎科学特別研究員,東京大学医学部生理学教室日本学術振興会研究員,生理学研究所助手,科学技術振興機構さきがけ研究21研究員を経,平成18年1月から現職。 専攻:細胞生理学,生物物理学。 |
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