マーモセットを用いて霊長類の脳機能のメカニズムを調べるため、どのようなタスクを行うべきか前頭前野に着目し、代表的なタスクを取りまとめました。将来的な脳機能マッピングを意識し、主要な側面をなるべく少数のタスクでカバーすることを意図しています。本サイトは革新脳マーモセット脳機能データベース検討ワーキンググループの承認の元公開を行いました。継続的にアップデートを行いますので、ぜひご活用ください。
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神経活動を可逆的に操作する化学遺伝学をニホンザルに用いて、視床下核の活動を抑制したところ、不随意運動が起き目標に手を伸ばす運動が不安定になりました。視床下核の抑制前後で、大脳基底核の出力部である淡蒼球内節の神経活動を計測・比較したところ、神経活動の大きさはあまり変化しませんでしたが、発火パターンの変動は増大しました。さらに、この発火の変動は特に運動時間が長い試行では大きく、不随意運動の直前に神経活動が変動していました。これらの結果は、視床下核が大脳基底核の出力を安定化させることで、滑らかな運動を実現していることを示しています。本研究結果は「Nature Communications」に掲載されました。

進行期のパーキンソン病に対して、視床下核に電極を挿入して連続的に電気刺激を加える脳深部刺激療法（DBS）が有効ですが、刺激への慣れによる効果の減弱や、早い電池消費などの問題がありました。パーキンソン病モデルサルを用いて、運動開始に関連する運動皮質の脳波をもとにDBSの刺激強度と頻度をコントロールするようにしたところ、従来の連続型DBS型と同程度、場合によってはより治療効果があり、消費電力も約2/3に減少することがわかりました。運動皮質の信号に基づき刺激パラメータをコントロールする適応型DBSの有効性が示されました。本研究結果は「Scientific Reports」に掲載されました。

ストレスを負荷した脳にある全ての神経細胞の活性化を機械学習によって解析し、ストレス脳では前障という脳領域の活性化が最も特徴的であることを見出しました。また、ストレスに応答して活性化する前障の細胞集団だけを人工的に活性化させると不安様行動が生じること、逆に抑制するとストレス後の不安様行動が抑制されることを見出しました。さらに、ストレスを繰り返して受けるときに前障の神経活動を抑制すると、その後のうつ様行動の発現も抑えられることが明らかになりました。本成果は「Science Advances」に掲載されました。

脳内の老廃物を除去するグリアリンパ系によって、アルツハイマー病の原因となるタウタンパク質が脳内から脳脊髄液に移動し、その後、頚部のリンパ節を通って脳の外へ除去されていること、またこの過程にアクアポリン4が関与していることを明らかにしました。さらにアクアポリン4を欠損し、脳からのタウの除去が低下しているマウスでは、神経細胞内のタウ蓄積が増加し、神経細胞死も助長されることを見出しました。本研究成果は「Journal of Experimental Medicine」に掲載されました。

より正確な神経活動計測を実現するため、高感度・高速緑色カルシウムセンサー（G-CaMP9a）、ならびにG-CaMP9aを細胞種特異的に発現誘導可能なトランスジェニックマウスの開発に成功しました。作製したマウスは、カルシウムセンサーの発現レベルが安定して均一なため、複雑な高次脳機能を解明するための有用なリソースとなることが期待されます。本研究成果は「Cell Reports Methods」に掲載されました。