脳機能計測・支援センター

概要

２０年度から，脳機能計測センターが脳機能計測・支援センターに改組された。センターは形態情報解析室，生体情報機能解析室，多光子顕微鏡室，電子顕微鏡室，機器研究試作室，伊根実験室の６室より構成される。以前に比し，機能情報解析室のネットワーク管理部門がネットワーク管理室として情報処理・発信センターに移った。また，生体情報解析室が多光子顕微鏡室と改名され，新たに電子顕微鏡室，機器研究試作室，伊根実験室の３室が加わった。この改組により，本センターは多分野における脳機能計測を支援するセンターとしての機能を一層深めることになった。

脳研究は自然科学研究の中で最もホットなトピックスの１つとして，世界的に関心が高まっており，研究の進展はまさに日進月歩である。もちろん，日本における近年の研究の進歩にも著しいものがある。生理研の研究者のほとんどが何らかの形で脳研究に関連していると考えられ，生理研は理研と並んで日本における脳研究の拠点の１つと位置づけられている。本センターの活動の一層の充実が，生理研における脳研究の進展の大きな支えとなることを目指して活動を続けている。

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。

医学生物学用超高圧電子顕微鏡（H-1250M型: 常用加速電圧 1,000kV）

ゴルジ染色したラット小脳におけるバーグマングリアの突起 ステレオ像（±8º 傾斜，加速電圧1,000kVにて撮影）。試料膜厚: 3mm。スケールの長さ: 2mm。

職　　員

	准教授　　有　井　達　夫　　ARII, Tatsuo 東北大学理学部卒，名古屋大学大学院理学研究科修士課程修了，同工学研究科博士課程修了，工学博士。レーゲンスブルク大学助手，名古屋大学助手を経て昭和５４年１０月から現職。 専攻：電子顕微鏡学。
	助　教　　古　家　園　子　　FURUYA, Sonoko 東京大学薬学部卒，同大学院博士課程修了，薬学博士。日本医科大学助手を経て昭和５３年３月から現職。 専攻：培養細胞の形態生理学。

生体機能情報解析室

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り，近年発達した非侵襲的な脳機能検査法が有用である。しかし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。「注意集中」の神経機構について研究中。

図１ 注意・意欲・判断に関係する脳活動 レバーを動かしてほうびを得る課題をサルに学習させた。ただし6秒以上の間隔をあける必要があり，早すぎるとほうびは出ない。大脳皮質に入れた電極から脳活動を記録すると，レバー運動の前後に4-7 Hzの電気的活動が出現することがわかった。成功時（ほうび有り）と失敗時（ほうび無し）ではこの脳活動の出現のしかたが異なる。

図２　図１から4-7 Hzの脳活動を抽出した。この脳活動は「待つわ，動こう！，わーい，がっかり」などの心の変化に関係すると考えられる。

図３ 図２と同様の脳活動が記録できた場所には▲◆●を，記録できなかった場所には△◇○をつけた（３頭の集計）。▲◆●の場所は，別の実験で調べた「やる気」に関係している領域（色で表示）と一致する。（この領域は前頭前野9野と前帯状野32野である。） [結論]　大脳皮質のこの領域の4-7Hzの脳活動は，注意・意欲・判断と関係が深いと考えられる。

職　　員

准教授　　逵　本　　徹　　TSUJIMOTO, Toru 京都大学医学部卒，同大学院医学研究科博士課程修了，博士（医学）。彦根市立病院内科医長，生理学研究所助手，京都大学医学研究科助手を経て平成１１年４月から現職。 専攻：脳生理学。

多光子顕微鏡室

世界で最も優れた性能の２光子顕微鏡を開発し，提供する日本唯一のバイオイメージングのための共同利用拠点である。新たな「光・脳科学」「光・生命科学」領域を切り拓いている。特に，神経活動，分泌，生体防御などの生命活動に欠くことのできない生理機能や分化発生過程について研究を推進している。

超短光パルスレーザーやベクトルレーザー等の最先端の光学技術に加え，新規蛍光タンパク質，電気生理学，光機能性分子などの技術を縦横に活用し，独自に，生きた個体，生体組織でのin vivoイメージングや超解像イメージングに成功している。特に，シナプスや分泌腺細胞の分泌機能＝開口放出・溶液輸送の分子機構について「逐次開口放出」といった生理学上の新概念の提出に成功している（図１－３）。

本室の使命は，光の持つ高い時空間分解能と低侵襲性を用いて生きた個体，生体組織での，「光による観察」と「光による操作」を同時に実現した新しい機能イメージングを創出することにある。最終的には，生体や組織の機能がそれを構成する下部構造の要素である生体分子や細胞群のどのような時間的空間的な相互作用によって実現されているか，生命機能の統合的な理解を目指す。

	教　授 （併任）　　鍋　倉　淳　一　　NABEKURA, Junichi 九州大学医学部卒，医学博士，東北大学医学部助手，秋田大学医学部助教授，九州大学医学研究院助教授を経て，平成１５年１１月から生理研教授。 専攻：神経生理学，発達生理学。
	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，基礎科学特別研究員の後，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（兼任）を経，平成１８年１月から現職。 専攻：細胞生理学，生物物理学。
	研究員　　日　比　輝　正　　HIBI, Terumasa 名古屋市立大学薬学部製薬学科卒，同大大学院博士課程修了，博士（薬学）。平成２１年４月から現職。 専攻：分子細胞生物学，生物物理学。

電子顕微鏡室

機器研究試作室

伊根実験室（京都府与謝郡伊根町）

助　教（併任）　　久木田　文　夫　　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。