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大木 研一

副機構長/主任研究者

発生/発達研究

東京大学大学院医学系研究科 機能生物学専攻統合生理学 教授

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単一ニューロンin vivoイメージングを用いた視覚野における情報処理能の解析

研究概要

これまで、視覚野神経回路の機能的・解剖学的な解明を目指した研究を展開してきました。単一細胞解像度を持つ2光子カルシウムイメージングを用いた脳機能マッピング法を独自に開発し、視覚野における数百以上ものニューロンの方位選択性を測定可能にすることで、げっ歯類と高等哺乳動物では視覚野の機能的構造に違いがあることを明らかにしました(Ohki et al., 2005, Nature)。この方法を利用することで、視覚神経科学の長年の課題であった、単一細胞レベルでの方位選択性の特異点(pinwheel centers)の微細構造を示すことにも成功しました(Ohki et al., 2006)。さらに、同じ神経幹細胞に由来するニューロンは、成体マウスの視覚野において同様の方位選択性を獲得する傾向があること(Ohtsuki et al., 2012)、また、それらの神経活動は方位選択性に関して初期形成よりむしろ後の再編成に重要であることをも分かりました(Hagihara et al., 2015) 発生過程に仕組まれた先天的な神経回路構築と皮質ニューロンの機能を決定づける神経活動との相互作用について、我々の研究室では引き続き追究していきます。

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主要論文

Matsui T, Murakami T, Ohki K. Transient neuronal coactivations embedded in globally propagating waves underlie resting-state functional connectivity. Proc Natl Acad Sci U S A. 113:6556-61 (2016).

Kondo S, Ohki K. Laminar differences in the orientation selectivity of geniculate afferents in mouse primary visual cortex. Nat Neurosci.,19: 316-9 (2016).

Hagihara KM, Murakami T, Yoshida T, Tagawa Y, Ohki K. Neuronal activity is not required for the initial formation and maturation of visual selectivity. Nat Neurosci.,18: 1780-8 (2015).

Kawashima T, Kitamura K, Suzuki K, Nonaka M, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Okuno H, Ohki K, Bito H. Functional labeling of neurons and their projections using the synthetic activity-dependent promoter E-SARE. Nat Methods. 10: 889-895 (2013).

Ohtsuki G, Nishiyama M, Yoshida T, Murakami T, Histed MH, Lois C, Ohki K Similarity of visual selectivity among clonally related neurons in visual cortex. Neuron. 75: 65-72 (2012).

T. Mrsic-Flogel, S. B. Hofer, K. Ohki, R. C. Reid, T. Bonhoeffer, M. Hubener. Homeostatic regulation of eye-specific responses in visual cortex during ocular dominance plasticity. Neuron. Vol. 54:961-72 (2007).

Ohki K, Chung S, Kara P, Hubener M, Bonhoeffer T, Reid RC. Highly ordered arrangement of single neurons in orientation pinwheels. Nature 442: 925-928 (2006).

Ohki K, Chung S, Ch'ng YH, Kara P, Reid. RC Functional imaging with cellular resolution reveals precise micro-architecture in visual cortex. Nature 433: 597-603 (2005).

Ohbayashi M, Ohki K, Miyashita Y. Conversion of working memory to motor sequence in the monkey premotor cortex. Science 301: 233-6 (2003).

H. Kikyo, K. Ohki, Y. Miyashita. Neural correlates for feeling-of-knowing: an fMRI parametric analysis. Neuron 36: 177-86 (2002).

略歴

1996年    東京大学医学部医学科卒業・医師免許取得
2000年    東京大学医学系研究科修了・博士号(医学)取得
2000年-2002年    東京大学医学系研究科・統合生理学・助手
2002年-2008年    ハーバード大学医学部・神経生物学・リサーチフェロー
2008年-2010年    ハーバード大学医学部・神経生物学・インストラクター
2010年-2016年    九州大学大学院医学研究院・分子生理学・教授
2016年-    東京大学医学部医学系研究科・統合生理学・教授