シナプスの後端を形成するスパインの形状や大きさの変化は、主にアクチンの動態により決定されている。アクチンの重合と脱重合を制御する中心的 な分子としてCdc42やRhoAなどの低分子Ｇタンパク質Rho GTPaseがよく知られているが、スパインへの入力刺激時にこれらの分子がどのように活性化しスパインの形態変化に関与しているのかは殆ど分かっていな かった。これまでに我々は、２光子蛍光寿命イメージング顕微鏡を用いて、可塑的変化を引き起こしたスパイン中での、Cdc42とRhoAの活性化 の時空間的特性を可視化し、活性化メカニズムと機能を調べたので、これについて報告する。また、最近我々は、青色光でCaMKIIの活性を１ミク ロンの空間分解能と秒レベルの時間分解能で可逆的に操作することができる光感受性タンパク質の開発に成功したので、後半はこれについて報告する。