私たちは、レーザー光学や材料化学などの最先端技術を駆使し、革新的なバイオイメージング法の開発と、その基礎医学への応用を牽引しています。特に、多光子励起や非線形光学過程を活用し、生体深部の「広範囲化・超解像化・超高速化」を軸とした非侵襲的イメージング・操作法において世界をリードしています。これにより、神経回路や開口放出などの生理機能を定量的に可視化し、冬眠や生体リズムを含む生命現象の創発原理とその分子基盤の解明を目指しています。
近年の特筆すべき成果として、近赤外超短パルスレーザーと補償光学を組み合わせ、世界最深部の生体断層イメージングが可能な多光子顕微鏡の開発に成功しました。生きたマウスの脳表面から約1.6mmに位置する海馬歯状回の撮像に加え、CA1領域の神経活動をビデオレートで捉えることに成功しています。また、細胞機能の長期観察技術を駆使し、哺乳類の概日リズムの生成原理を解明するとともに、新たに冬眠の生理機能と分子基盤に関する研究も開始し、新しい知見を得つつあります。
さらに、電子顕微鏡に匹敵する解像度を持つ超解像顕微鏡法や、高速3次元イメージングを駆使し、神経回路、内外分泌腺、植物細胞など、多岐にわたる生理現象や疾患発症メカニズムの解明に挑んでいます。
本部門では、物理・化学・医学・薬学を横断する多様な研究室と緊密に連携しています。「イメージングの高度化」と「細胞生理学」を縦糸と横糸として、生命現象をありのままに捉える新しい学際領域を創成します。未知の領域に情熱を燃やす、若き研究者たちの参画を期待しています。
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(Ａ)体温は糖代謝を可逆的に制御する（Ｂ）光シート顕微鏡によるマウス全脳蛍光イメージング (Ｃ) 電子チューナブルレンズによる高速体積イメージング (Ｄ) 新規光材料を用いた超広範囲観察
