理化学研究所（理研）開拓研究所上野核分光研究室の大島勇吾専任研究員、名古屋大学大学院工学研究科の竹延大志教授、東北大学大学院理学研究科の高石慎也准教授らの共同研究グループは、分子性物質[1]に基づくメモリスタ[2]においてコイルを用いずに発振する電子回路を発見しました。本研究により、従来はコイル[3]によって実現されてきたインダクター[3]機能を、物質の内部ダイナミクスによって代替できることが示され、コイル不要の発振回路が可能となりました。これにより、低周波回路設計の自由度向上や小型・集積化への...

・土器の三次元（3D）点群データを用いて形態学的分類を行う深層学習（ディープラーニング）注1）モデルを開発し、二次元形状の解析では実現できなかった分類に成功した。・猿投窯注2）出土の須恵器注3）917点の点群に対して高精度で分類が可能なことを示した。・PCA注4）、階層クラスタリング注5）、3D Grad-CAM注6）によって分類の解釈性を高めた。・須恵器の形態学的変化が食習慣の変化に関連している可能性を指摘した。・...

・脳の神経細胞は、どのようなルールでつながっているのかを、実際の脳データを使って解析・神経配線データと脳内の遺伝子発現データから、神経の行き先を表現する「遺伝子の濃度勾配でコードされた脳内配線地図」を読み解く新しい解析手法 SPERRFY を開発・この脳内配線地図を使うことで、実際の脳内の配線パターンを高い精度で再現・脳全体の大まかな接続構造と局所的な細かい接続構造が、階層的な濃度勾配によって制御されている可能性を示唆・神経回路形成に関わる可能性の高い遺伝子候補を体系的に抽出でき、脳発生や神経疾患研究への応用が期待 ...

・両耳で聞いた音情報をマイクロ秒レベルの精度で統合する脳幹聴覚回路において、軸索に沿って分布するオリゴデンドロサイトの形態や密度が領域ごとに異なっていることを発見。・このオリゴデンドロサイトの領域差によって軸索上の情報伝導速度が精密に制御されていることで、音がどこから来たのかを感知する音源定位という機能が支えられていることが示唆された。・脳内に広く分布するオリゴデンドロサイトの特徴は多様であることは知られていたが、本研究によりこの多様性が局所神経回路の情報処理に寄与しうることと、多様なオリゴデンドロサイトを適材適所に配置する未知のメカニズムの存在が示唆された。...

・高度な認知機能を担うヒト大脳皮質注1）の神経回路注2）を、ヒトiPS細胞から作った大脳皮質と視床注3）のオルガノイド注4）を融合させた「アセンブロイド」を用いて試験管内で再現。・細胞種特異的なヒト大脳皮質の神経回路が、視床との相互作用により形成されることを初めて発見。・自閉スペクトラム症など神経発達症注5）の病態解明や創薬・再生医療への応用に期待。 名古屋大学大学院創薬科学研究科の西村 優利 博士後期課程大学院生、小坂田 文隆 教授...

私達は、通常、美味しい食事を好んで食べます。しかし、体内の栄養状態が変化すると、食事の選び方が変わることがあります。例えば、マウスは、高脂肪食が大好きですが、糖が欠乏すると、高脂肪食に加えて、高炭水化物食を選んで食べます。このような食物を選択する脳内のメカニズムはよく分かっていませんでした。今回、箕越靖彦教授、中島健一朗准教授、Rattanajearakul Nawarat (NIPSリサーチフェロー)らの研究チーム(職名はいずれも在職当時)は、マウス用いて、体内で糖が欠乏した時に、高脂肪食と高炭水化物食の摂食を別々に引き起こす神経メカニズムを明らかにしました。本研究は、生理学研究所、名古屋...

・線虫成虫期の意思決定は、幼虫期の社会経験に大きく左右される。・意思決定を支える仕組みは、多くの神経細胞が段階的につながった神経ネットワークである。・神経ネットワークの接続には「ギャップ結合注1）」と呼ばれるチャネル構造が必要である。 名古屋大学大学院理学研究科の中野 俊詩 講師、中山 愛梨 博士後期課程学生、久本 直毅 教授らの研究グループは、幼少期の社会経験が将来の意思決定を制御する神経メカニズムを発見しました。「幼い頃に育った環境は、その後の性格や行動に大きな影響を与える」——これ...

・国際共同研究を通じて、はじめてのLGI1およびADAM23の両アレル性バリアントを有する発達性てんかん性脳症患者を見出した。・LGI1両アレル性バリアントを有する患者は、残存するLGI1機能に応じて軽微な行動異常から致死性てんかん発作まで広汎な症状を示すことを見出した。・Lgi1欠損マウスの解析から、てんかんの焦点は海馬原性であることを突き止めた。・LGI1-ADAM22/23経路が破綻したマウスの行動解析から、この経路の破綻は、てんかん以外に高次脳機能障害も引きおこすことを見出した...

・ある種のハエのオスがメスに対して求愛の「プレゼントを贈る」のは、脳のどの回路の働きによるのか、その“配線構造”を解明。・その“配線構造”を別種のハエの脳内に遺伝子操作で再現することで、プレゼントを贈る行動の“種間移植”に成功。・ごく少数の神経細胞のつながり方の違いが新たな求愛儀式の進化につながる可能性。 名古屋大学大学院理学研究科の田中 良弥 講師、国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT（エヌアイシーティー））未来ICT研究所の原 佑介 主任研究員、山元 大輔 ...

知的発達症(ID) (*1)は、知的及び適応機能に障害をもたらす神経発達症(NDD)(*2)の一つです。近年、シナプス可塑性(*3)、学習・記憶に重要なリン酸化酵素であるカルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質リン酸化酵素(CAMKIIα）(*4)をコードする遺伝子のバリアントが ID に関与することが報告されました。しかし、これらのバリアントが疾患を引き起こすメカニズムについてはまだ十分解明されていません。名古屋大学環境医学研究所神経系分野・大学院医学系研究科分子神経科学の竹本さ...