本研究チームは、対物レンズ下の空間に着目した新たな顕微鏡の開発を行い、最大6mm離れたマウス大脳皮質領野での単一細胞解像度を持つ神経細胞活動イメージングを可能としました。本研究成果は、複数領野の神経活動計測を簡便な機構によって実現するもので、今後幅広く脳機能研究に用いられ、分野の発展に貢献することが期待されます。

本研究では、最先端の生理学的・光遺伝学的実験技術を駆使して、大脳基底核の直接路は行動選択の結果報酬を得た場合にその行動を再選択し、間接路は無報酬であった場合に選択を切り替えることを発見しました。現代心理学の基礎理論「行動は報酬と懲罰によって形成される」の脳内メカニズムの解明に一歩近づく成果です。

研究グループは内視鏡型蛍光顕微鏡を用いて、マーモセット大脳皮質運動野の神経細胞活動を、自由行動環境下で計測することに成功しました。また、計測された個々の神経活動のパターンにもとづき、マーモセットが右側、あるいは左側のどちらに手を伸ばすか行動を予測することができました。

先行研究で、MARCKSのSer46リン酸化がアルツハイマー病発症前に生じる神経突 起変性に対応する病態マーカーであることを報告した。今回さらに、パーキンソ ン病・レビー小体型認知症においても同様の所見を確認し、Ser46リン酸化 MARCKSが疾患枠を超えた変性疾患の超早期共通病態マーカーであることを示した。

腹側被蓋野(VTA)と黒質(SN)はドーパミン起始領域であり、さまざまな脳機能と関連している。本研究では、アジア人種に適したVTAとSNの解剖学的MRIテンプレートを作成し、これらを既存のテンプレートと比較した。さらにMR解剖画像と安静時脳機能画像を用いて、アジア人種テンプレートの妥当性を示した。