【研究分野】神経生理学・神経科学一般

【研究領域課題番号】15K14309 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経科学 / 生理学 / 生体分子 / 脳・神経 / 遺伝子 / シナプス伝達 / 可塑性 / カルシウム

【研究成果の概要】

これまで機能がほとんど解明されていないカルシウム動態調節分子の役割を明らかにすることを試みた。この分子のシナプス部位特異的遺伝子改変マウスを作製し機能解析を行った。海馬スライス標本を用いた電気生理学的解析においては、シナプス後部特異的な分子Ａ欠損マウスでは長期増強が有意に減弱し、シナプス前終末特異的分子Ａ欠損マウスでは、低頻度持続刺激によるシナプス応答が増大することを見出した。行動実験においては、分子Ｂ欠損マウスにおいて、異常がある可能性を見出した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】24300117 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シナプス / 長期記憶 / 海馬 / Arc / CaMKII / 活動依存的遺伝子発現 / 可塑性 / 神経科学 / 脳・神経 / 遺伝子 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

シナプスで起った可塑的変化を長い期間にわたり保持・持続するためには、活動依存的な新規遺伝子発現が必須である。しかし誘導された遺伝子産物がシナプス機能制御を行うメカニズムは不明な点が多い。本研究では代表的な活動依存的遺伝子の１つArcに注目し、そのシナプス制御機構および生理機能について解析を行った。その結果、ArcとCaMKII複合体による逆シナプスタグという新しい仮説を提唱した。また、転写コアクチベーターCRTC1がArc発現に果たす役割を解析し、Arcエンハンサーを介した活動依存的な遺伝子発現やシナプス機能および認知機能を調節していることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)

【研究分野】神経・筋肉生理学

【研究領域課題番号】23500469 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シナプス形成 / シナプス可塑性 / 神経栄養因子 / シナプス / 海馬 / 神経科学 / 脳・神経 / 神経細胞 / 可塑性

【研究成果の概要】

分泌型シナプス形成因子であるCbln1は、２つの受容体GluD2とNeurexinの機能をリンクさせ、シナプスの形成と分化を制御する。海馬CA1神経細胞においては最も遠位部のTA層に、GluD2に類縁するGluD1受容体が限局して局在しており、TAシナプスで観察されるLTDの成立に関与することが明らかとなった。またノックアウトマウスの解析から GluD1の区画化には、Cbln1、Cbln4が必須であることを見出した。このことはneurexin－Cbln－GluDタンパク質複合体が小脳以外でのシナプス形成および神経回路構築においても機能することを強く示唆するものである。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】23220008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経科学 / 生理学 / 生体分子 / 脳・神経 / 遺伝子 / シナプス / 可塑性 / 海馬

【研究成果の概要】

シナプス前終末の細胞内小器官に存在するカルシウム動態を調節する複数の機能分子の役割を明らかにするために、それらの分子の遺伝子改変マウスを用いて興奮性シナプス伝達を解析したところ、シナプス前性のシナプス可塑性に異常があることを見出した。また、神経伝達物質放出を制御する蛋白複合体と相互作用するシナプス前分子の機能解析を行ったところ、神経伝達物質の放出の制御とシナプス前終末内のシナプス小胞の動態に関与することが明らかとなった。さらに、シナプス前終末に存在する蛋白リン酸化酵素によるリン酸化により、シナプス前性の短期シナプス可塑性が修飾されることを見出した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】214,500千円 (直接経費: 165,000千円、間接経費: 49,500千円)

【研究分野】耳鼻咽喉科学

【研究領域課題番号】19209052 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医療・福祉 / 臨床 / 脳・神経 / 聴空間 / 両耳聴 / 可塑性 / 人工内耳 / 両側小耳症 / 髄鞘化 / 骨導 / 誘発伝い / 先天難聴 / 音源定位 / 誘発電位 / 聴覚 / 両耳性 / 小耳症

【研究成果の概要】

両耳聴によって形成される方向感について、(1)中枢聴覚伝導路のどのレベルで形成されるか(階層性)、(2)年齢による限界(可塑性)があるか研究した。対象は先天性小耳症・外耳道閉鎖症の術前術後、補聴器装用下の先天性感音難聴症例、聴神経から聴皮質障害症例である。検査にはリオン社製の方向感検査装置とスピーカ法を用いた。その結果、階層性については、蝸牛神経より中枢に障害がない限り音圧差は成立するが時間差は成立しないことが初めてわかった。可塑性については年齢にかかわらず成立することがわかった。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2010

【配分額】36,790千円 (直接経費: 28,300千円、間接経費: 8,490千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】17300142 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経インタフェース / ブレインマシンインタフェース / 神経電極 / 脳・神経 / 可塑性 / 神経インターフェース / ブレインマシンインターフェース

【研究成果の概要】

本研究は,生体神経信号による人工機器の制御性能を高めるために,人工機器側だけでなく,生体神経系側における学習を促進あるいは制御する双方向学習機能を備えたシステムを開発することを目的として行った.義肢や人工臓器の究極的な制御方法として,生体の神経系による制御方法が注目されているが,神経系は非常に柔軟なシステムであり,このような制御系を構築した場合,制御対象の動作特性に合わせてその出力を変化させていくだけでなく,最終的には制御対象の脳内表現を形成することで,外部機器と真に統合された自然な制御が行われるようになることが予想される.研究期間である平成17年度及び平成18年度において下記の課題を遂行した.
1.柔軟神経電極,流路神経電極等の神経電極と計測系の改良
柔軟神経電極や流路神経電極を慢性的に使用するための改良を施した.
2.神経信号による外部機器制御システムの構築
ラットの運動指令信号を計測し,制御信号へと変換した上で,車両へと出力するシステム(ラットカーシステム)の改良を行った.さらに,ラットがレバー押しによる車両制御を学習してから,神経信号解釈による制御に移行するタイプのシステムも構築した.
3.慢性動物実験による神経系の可塑性の計測と解析
システムの統合脳機能研究のッールとしての有用性を実証するために実験を行った.
ラットの運動野に神経電極を埋め込み,慢性的に計測するとともに,制御対象(車両)の動作特性や解釈アルゴリズム,神経信号計測部位などを変化させた際のラット運動の推定結果に与える影響について,検討を行った.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】14,900千円 (直接経費: 14,900千円)