主任研究者
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長井 志江
研究概要
人間の乳幼児は生後数年の間にさまざまな認知機能を獲得します。しかし、脳がどのようにして多様な能力を獲得していくのかは，まだ明らかになっていません。私たちは、脳の本質的機能とされる予測符号化の理論に基づき、人工神経回路モデルとロボットを用いた構成的アプローチから、認知発達を支える神経基盤の理解を目指します。予測符号化とはボトムアップな感覚信号と内部モデルによるトップダウンな予測信号の誤差、つまり予測誤差を最小化するように、内部モデルの更新と能動的推論を行う情報処理です。私たちはさまざまな感覚運動学習に本理論を応用することで、発達の非線形な変化や発達障害といった個性を統一的に説明する枠組みを提案しています。そして本研究で得られた知見を、発達障害者のための支援技術の開発に応用します。これまでの支援技術とは異なり、計算論的手法を応用して発達障害者の認知過程を見える化することで、当事者の自己理解の促進とそれに伴う社会性の向上を目指します。
主要論文
Nagai, Y.: Predictive Learning: Its key role in early cognitive development. Philosophical Transactions of the Royal Society B, in press.
Horii, T., Nagai, Y., and Asada, M.: Modeling Development of Multimodal Emotion Perception Guided by Tactile Dominance and Perceptual Improvement. IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 10(3):762-775, 2018.
Baraglia, J., Nagai, Y., and Asada, M.: Emergence of Altruistic Behavior Through the Minimization of Prediction Error. IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 8(3):141-151, 2016.
Ugur, E., Nagai, Y., Sahin, E., and Oztop, E.: Staged Development of Robot Skills: Behavior Formation, Affordance Learning and Imitation with Motionese. IEEE Transactions on Autonomous Mental Development, 7(2):119-139, 2015.
Nagai, Y. and Rohlfing, K. J.: Computational Analysis of Motionese Toward Scaffolding Robot Action Learning. IEEE Transactions on Autonomous Mental Development, 1(1):44-54, 2009.
Nagai, Y., Hosoda, K., Morita, A., and Asada, M.: A constructive model for the development of joint attention. Connection Science, 15(4):211-229, 2003.
略歴
1997年青山学院大学理工学部卒業、1999年同大学大学院理工学研究科博士前期課程修了、2004年大阪大学大学院工学研究科、博士（工学）取得。情報通信研究機構けいはんな情報通信融合研究センター専攻研究員、ビーレフェルト大学ポスドク研究員、大阪大学大学院工学研究科特任准教授、情報通信研究機構脳情報通信融合研究センター主任研究員などを経て、2019年4月に東京大学ニューロインテリジェンス国際研究機構特任教授に着任。計算論的アプローチから人間の社会的認知機能の発達原理を探る、認知発達ロボティクス研究に従事。2016年12月よりJST戦略的創造研究推進事業（CREST）「認知ミラーリング」の研究代表者を務める。
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辻 晶
研究概要
乳幼児はどのようにして、驚くべきスピードと効率で母国語を習得しているのでしょうか。こうした子どもの能力発揮には、社会的な環境要素が極めて重要な役割を担っていると考えられています。言語音や単語の習得に、社会的環境がどう影響を及ぼすのか、行動検査や脳画像解析を駆使したアプローチにより探っていきます。どの様な社会的要素が、どんな環境下にある、どの年齢の子どもの学習能力を左右するのでしょうか。このような疑問に迫りつつ、乳幼児期の言語発達に関する理論構築、ならびに言語取得能力を向上させ得るツール開発を目指します。
主要論文
Tsuji, S., Mazuka, R., & Swingley, D. (2019) Temporal contingency augments attention to a referent in a word learning task. To be published in: Proceedings of the 43rd annual Boston University Conference on Language Development.
Bergmann, C., Tsuji, S., Piccinini, P.E., Lewis, M.L., Braginsky, M., Frank, M.C., & Cristia, A. (2018). Promoting replicability in developmental research through meta-analyses: Insights from language acquisition research. Child Development, 89, 1996-2009. doi:10.1111/cdev.13079
Tsuji, S., Fikkert, P., Minagawa, Y., Dupoux, E., Filippin, L., Versteegh, M., Hagoort, P., & Cristia, A. (2017). The more, the better? Behavioral and neural correlates of frequent and infrequent vowel exposure. Developmental Psychobiology, 59(5), 603-612. doi: 10.1002/dev.21534.
Tsuji, S., Mazuka, R., Cristia, A., & Fikkert, P. (2015). Even at 4 months, a labial is a good enough coronal, but not vice versa. Cognition, 134, 252-256. doi:10.1016/j.cognition.2014.10.009.
略歴
ベルリン・フンボルト大学卒業後に訪れた、理化学研究所脳科学総合研究センター（理研BSI）で初めて言語発達研究に触れ、関心を抱く。ラドバウド大学およびマックスプランク心理言語学研究所に設置されたInternational Max Planck Research School (IMPRS)より博士号（言語科学）を取得。その後、ペンシルベニア大学の幼児言語センター、ならびにエコール・ノルマル・シュペリウールの認知科学・心理言語学研究室で博士研究員を経て現職。
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岡田 直大
研究概要
神経画像モダリティは、生体内の脳構造や脳機能の定量評価が可能であり、脳研究において有用性が高い。実際、多くのヒトMRI研究が報告されている。私たちはこれまでに、国内の多施設共同大規模研究により、統合失調症患者における大脳皮質下領域の特徴を解明した。現在は、精神疾患の神経生物学的基盤のさらなる解明や臨床応用に向けたバイオマーカーの開発を目指し、引き続き精神疾患のMRI研究に取り組んでいる。さらにはヒトMRI研究において、国際的な共同研究、ヒト研究と動物研究との連携、機械学習・人工知能技術の導入が重要になってきており、多分野の研究者と協力しながら活動している。
主要論文
Okada N, Ando S, Sanada M, Hirata-Mogi S, Iijima Y, Sugiyama H, Shirakawa T, Yamagishi M, Kanehara A, Morita M, Yagi T, Hayashi N, Koshiyama D, Morita K, Sawada K, Ikegame T, Sugimoto N, Toriyama R, Masaoka M, Fujikawa S, Kanata S, Tada M, Kirihara K, Yahata N, Araki T, Jinde S, Kano Y, Koike S, Endo K, Yamasaki S, Nishida A, Hiraiwa-Hasegawa M, Bundo M, Iwamoto K, Tanaka SC, Kasai K. The population-neuroscience study of the Tokyo TEEN Cohort (pn-TTC): a cohort longitudinal study to explore the neurobiological substrates of adolescent psychological and behavioral development. Psychiatry Clin Neurosci [Epub ahead of print]
Okada N, Yahata N, Koshiyama D, Morita K, Sawada K, Kanata S, Fujikawa S, Sugimoto N, Toriyama R, Masaoka M, Koike S, Araki T, Kano Y, Endo K, Yamasaki S, Ando S, Nishida A, Hiraiwa-Hasegawa M, Edden RAE, Barker PB, Sawa A, Kasai K. Neurometabolic and functional connectivity basis of prosocial behavior in early adolescence. Sci Rep 2019;9:732.
Okada N, Yahata N, Koshiyama D, Morita K, Sawada K, Kanata S, Fujikawa S, Sugimoto N, Toriyama R, Masaoka M, Koike S, Araki T, Kano Y, Endo K, Yamasaki S, Ando S, Nishida A, Hiraiwa-Hasegawa M, Kasai K. Abnormal asymmetries in subcortical brain volume in early adolescents with subclinical psychotic experiences. Transl Psychiatry 2018;8:254.
Okada N, Fukunaga M, Yamashita F, Koshiyama D, Yamamori H, Ohi K, Yasuda Y, Fujimoto M, Watanabe Y, Yahata N, Nemoto K, Hibar D, van Erp T, Fujino H, Isobe M, Isomura S, Natsubori N, Narita H, Hashimoto N, Miyata J, Koike S, Takahashi T, Yamasue H, Matsuo K, Onitsuka T, Iidaka T, Kawasaki Y, Yoshimura R, Watanabe Y, Suzuki M, Turner J, Takeda M, Thompson P, Ozaki N, Kasai K, Hashimoto R; COCORO: Abnormal asymmetries in subcortical brain volume in schizophrenia. Mol Psychiatry 2016;21:1467-1476.
Okada N, Takahashi K, Nishimura Y, Koike S, Ishii-Takahashi A, Sakakibara E, Satomura Y, Kinoshita A, Takizawa R, Kawasaki S, Nakakita M, Ohtani T, Okazaki Y, Kasai K: Characterizing prefrontal cortical activity during inhibition task in methamphetamine-associated psychosis versus schizophrenia: A multi-channel near-infrared spectroscopy study. Addict Biol 2016;21:489-503.
略歴
2004年に東京大学医学部を卒業。初期臨床研修ののち、2006年に東京大学医学部附属病院にて精神科研修を開始。2007年から2012年まで、精神科医として東京都立松沢病院に勤務。2012年東京大学医学部附属病院助教。2013年東京大学大学院医学系研究科博士課程入学、2017年博士号取得。その後東京大学医学部附属病院助教として、精神疾患及び思春期発達の脳画像研究を学ぶ。2019年4月より現職。現在も引き続き精神医学および発達の研究に従事しつつ、IRCNのヒューマンfMRIスキャナのマネジメント業務を行い、神経画像研究者の脳MRI撮像を支援している。
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チャオ ジーナス
研究概要
予測符号化の理論では、脳は感覚情報をあらゆる抽象化レベルで常に予測しながら更新し、また予測と実際の感覚入力が異なる場合にはその誤差信号を発信すると考えられています。この様式は知覚と行動を統一するモデルを作り出し、さらには統合失調症や自閉症などの精神疾患で起こりうる予測や誤差信号の不調との関連を提示することができます。私が現在着目している研究テーマは（1）異なる階層レベルで予測と予測誤差のもととなる脳信号を特定することにより理論を導きだし、（2）その理論を知覚と行動以外の認知領域に対しても一般化することです。異なる時空間情報がどのように調和してゆくのかを理解することで、ニューロモーフィックコンピューティングの開発や、脳疾患の予測や診断に有用な神経マーカーの同定に繋がることが期待されます。
主要論文
Chao ZC, Takaura K, Wang L, Fujii N, Dehaene S (2018). Large-scale cortical networks for hierarchical prediction and prediction error in the primate brain. Neuron, 100, 1252-1266
Chao ZC, Sawada M, Isa T, Nishimura Y (2018). Dynamic Reorganization of Motor Networks During Recovery from Partial Spinal Cord Injury in Monkeys. Cerebral Cortex, bhy172.
Chao ZC, Nagasaka Y, Fujii N (2015). Cortical network architecture for context processing in primate brain.” eLife 4: e06121.
Fukushima M, Chao ZC, Fujii N (2015). Studying cortical circuits with electrocorticography in non-human primates: recent advances. Current Opinion in Neurobiology, 32, 124-131.
Chao ZC, Fujii N (2013). Mining spatio-spectro-temporal cortical dynamics: a guideline for offline and online electrocorticographic analyses. in Advanced Methods in Neuroethological Research, Hiroto Ogawa and Kotaro Oka, editors, Springer, 39-55.
Chao ZC, Nagasaka Y, Fujii N (2010). Long-term asynchronous decoding of arm motion using electrocorticographic signals in monkeys. Frontiers in Neuroengineering 3:3. doi:10.3389/fneng.2010.00003.
略歴
私は人間の心とは何かということにずっと興味を抱いてきました。人間に近い知性を持つマシンが実現するならば、そこに自由な意思や意識は宿るのでしょうか。私は、台湾の大学で生命科学ならびに化学を専攻し、その後米国ジョージア工科大学の博士課程において医用生体工学を学びました。博士論文では、ペトリ皿で培養した神経細胞をロボットに接続し、そのロボットが目的に適った行動を習得できることを実証しました。学位取得後に来日し、理化学研究所脳科学総合研究センター(BSI)にて研究員、国立生理学研究所にて助教、そして京都大学にて講師を務め、ヒトとサルの行動から脳シグナルを紐解き、脳がどのようにロボットやコンピュータを制御するのかを理解することに努めてきました。そして2019年9月、このIRCNに特任准教授として着任しました。ここでは、これまでに得たコンピューティング系実験スキル、培養系実験スキル、生体系実験スキルを活かし、「認知理論の統一的見解」をもたらす予測コーディングのエビデンスを探求したいと考えています。
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横山 チャールズ
研究概要
神経科学とは、多様な分野の交差点に立つ研究分野である。 社会を改善する可能性を秘めているばかりか、革新的技術を用いてヒトの脳を地球の重要な資源の一つとして研究するこの学問は、一般人の想像をもかき立てる。 しかし同時に神経科学研究は、非効率で旧式な従来の講座システムや共同研究、キャリア開発、論文発表、教育、資金獲得、渉外活動等の問題に悩まされている。 興味は今“エコシステム”に向けられていて、コミュニティ全体の効果的で持続可能な協同体制の再構築が神経科学研究の発展には必要と考える。プロジェクト立案や論文作成、研究費申請、共同研究の擁立、科学コミュニケーション等への支援をとおして、科学的エコシステムを再構想し、将来のための基盤を構築するプロジェクトを遂行する。
主要論文
Moskowitz, H.S., Yokoyama, C.T. and Ryan, T.A. (2005) Highly Cooperative Control of Endocytosis by Clathrin. Mol Biol Cell 16:1769-76.
Yokoyama, C.T., Myers, S.J., Fu, J., Mockus, S.M., Scheuer, T. and Catterall, W.A. (2005) Mechanism of SNARE Protein Binding and Regulation of CaV2.2 Channels by Phosphorylation of the Synaptic Protein Interaction Site. Mol Cell Neurosci 28:1-17.
Mochida, S., Westenbroek, R.E., Yokoyama, C.T., Zhong, H., Myers, S.J., Scheuer, T., Itoh, K. and Catterall, W.A. (2003) Requirement for the Synaptic Protein Interaction Site for Reconstitution of Synaptic Transmission in Sympathetic Ganglion Neurons by P/Q-type Calcium Channels. Proc Natl Acad Sci USA 100:2819-2824.
Zhong, H., Yokoyama, C.T., Scheuer, T. and Catterall, W.A. (1999) Reciprocal Regulation of P/Q-type Ca2+ channels by SNAP-25, Syntaxin, and Synaptotagmin. Nature Neurosci 2:939- 941.
Yokoyama, C.T., Sheng, Z.-H. and Catterall, W.A. (1997) Phosphorylation of the Synaptic Protein Interaction Site on N-type Calcium Channels Inhibits Interactions with SNARE Proteins. J Neurosci 17:6929- 6938.
Yokoyama, C.T., Westenbroek, R.E., Hell, J.W., Soong, T.W., Snutch, T.P. and Catterall, W.A. (1995) Biochemical Properties and Subcellular Distribution of the Neuronal Class E Calcium Channel á1 Subunit. J Neurosci 15:6419-6432.
略歴
理学士(生化学)をミシガン州立大学、理学修士(生物学)をマサチューセッツ工科大学、理学博士(神経生物学)をワシントン大学シアトル校で取得。ポスドクとして務めたWeill-Cornell医科大学では、シナプス前神経終末における電位依存性イオンチャネルおよびその関連タンパク質の機能および調節について研究を行う。その後、第二のキャリアフェーズとして国際誌Neuronのシニア科学エディターに転身。原著論文や総説の査読管理に従事した。現在はリサーチアドミニストレーターとして、経営管理や科学コミュニケーションの支援指導、さらには学際的共同研究を進めるためのチームサイエンスを促す研究エコシステムの創成に力を注いでいる。
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ヘンシュ 貴雄
機構長/主任研究者/特任教授
ヒト/臨床研究
ハーバード大学 脳科学センター／分子細胞生物学科 教授
ハーバード大学医学部／ボストン小児病院 教授
脳発達における臨界期制御のメカニズム解明とその臨床応用
研究概要
脳の正常な発達には、脳が経験に応じて神経回路を再構成する性質（可塑性）が重要です。可塑性に基づく神経回路網の成熟は、生後の発達初期の「臨界期」という短期間に限定して起こることが1960年代に証明されていました。ところが、臨界期を制御するメカニズムや意義は、脳科学の最重要課題であるにもかかわらず半世紀近く未解明のままでした。そこで私は、神経伝達の抑制、すなわち神経回路網の発達に逆行すると思われる要素に着目し、抑制性ニューロンの機能を失くしたノックアウトマウスを用いて、抑制性ニューロンの成熟が臨界期を制御するという結論を導き出しました。この成果を将来的に、移植脳組織に正常機能を付与するべき脳神経再生医療の発展に繋げていきたいと考えています。
主要論文
Takesian AE, Bogart LJ, Lichtman JW, Hensch TK. (2018) Inhibitory circuit gating of auditory critical-period plasticity. Nature Neurosci. 21:218-227
Kobayashi Y, Ye Z, Hensch TK. (2015) Clock genes control cortical critical period timing. Neuron. 86:264-75.
Werker JF, Hensch TK. (2015) Critical periods in speech perception: new directions. Annu Rev Psychol. 66:173-96. Gogolla, N., Takesian, A.E., Feng, G., Fagiolini, M. & Hensch, T.K. (2014) Sensory integration in mouse insular cortex reflects GABA circuit maturation. Neuron 83: 894-905.
Barkat, T.R., Polley, D.B. & Hensch, T.K. (2011) A critical period for auditory thalamocortical connectivity. Nature Neurosci. 14:1189-1194.
Morishita, H., Miwa, J.M., Heintz, N. & Hensch, T.K. (2010) Lynx1, a cholinergic brake, limits plasticity in adult visual cortex. Science 330:1238-1240.
Yazaki-Sugiyama, Y., Kang, S., Cateau, H., Fukai, T. & Hensch, T.K. (2009) Bidirectional plasticity in fast-spiking GABA circuits by visual experience. Nature 462: 218-21.
Sugiyama, S., Di Nardo, A., Aizawa, S., Matsuo, I., Volovitch, M., Prochiantz, A. & Hensch, T.K. (2008) Experience-dependent transfer of Otx2 homeoprotein into the visual cortex activates postnatal plasticity. Cell 134: 508-520.
Hensch, T.K. (2005) Critical period plasticity in local cortical circuits. Nature Reviews Neurosci. 6: 877-888. Fagiolini, M., Fritschy, J-M., Löw, K., Möhler, H., Rudolph, U. & Hensch, T.K. (2004) Specific GABAA circuits for visual cortical plasticity. Science 303: 1681-1683.
Hensch, T.K & Stryker, M.P. (2004) Columnar architecture sculpted by GABA circuits in developing cat visual cortex. Science 303: 1678-1681. Fagiolini, M. & Hensch, T.K. (2000) Inhibitory threshold for critical-period activation in primary visual cortex. Nature 404: 183-186.
Hensch, T.K., Fagiolini, M., Mataga, N., Stryker, M.P., Baekkeskov, S. & Kash, S.F. (1998) Local GABA circuit control of experience-dependent plasticity in the developing visual cortex. Science 282:1504-1508.略歴
経歴
1988 ハーバード大学卒業 (Biological Sciences)
1991 東京大学大学院医学系研究科修士課程修了（公衆衛生学）
1996 University of California San Francisco (UCSF)博士課程修了 (Neuroscience)
1996-2010 理化学研究所脳科学総合研究センター 神経回路発達研究チーム チームリーダー
2000-2010 理化学研究所脳科学総合研究センター 臨界期機構研究グループ グループディレクター
2006- ハーバード大学教授 (Molecular Cellular Biology)
2006- ハーバード大学医学部 ボストン小児病院教授(Neurology)
2011- ハーバード大学NIMH Silvio Conte Center for Mental Health Research ディレクター
2017- 東京大学 国際高等研究所 ニューロインテリジェンス国際研究機構 機構長 特任教授
賞罰
2001 RIKEN Brain Science Institute Flagship Prize
2001 ブレインサイエンス振興財団 塚原仲晃記念賞
2005 US Society for Neuroscience Young Investigator Award (first from overseas)
2005 NISTEP Award（ナイスステップな研究者 2005）
2006 文部科学大臣表彰 科学技術賞
2007 NIH Director’s Pioneer Award
2016 Mortimer D. Sackler Prize -
藤原 寛太郎
研究概要
神経科学は、多岐にわたる専門領域による学際的な研究分野である。これまでの神経科学に対する理論的なアプローチは、神経科学研究に新たなアイディアをもたらしたり、方向性を形づけるのに貢献してきた。近年の神経科学研究において、理論神経科学の役割はますます大きくなっている。実験技術の発展に伴うビッグデータの出現、AI技術の発展はその大きな要因の一つである。理論神経科学はビッグデータの理論的扱いを可能とし、また神経系とAIの共通原理を導き出すことが期待されるからである。私は、神経科学における実験と理論研究の橋渡しを行うという目的のもと、神経データ解析の理論と神経系の数理モデリングを行っている。
主要論文
Ohnishi H, Shimada Y, Fujiwara K, Ikeguchi T. Chaotic neurodynamical search with small number of neurons for solving QAP, Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE, Vol. 8, No. 3, pp. 255-265, 2017.
Kobayashi T, Shimada Y, Fujiwara K, Ikeguchi T. Reproducing infra-slow oscillations with dopaminergic modulation, Scientific Reports, 7: 2411, 2017.
Fujiwara K, Suzuki H, Ikeguchi T, Aihara K. Method for analyzing time-varying statistics on point process data with multiple trials, Nonlinear Theory and its Applications, IEICE, Vol. 6, No. 1, 2015.
Kuroda K, Hashiguchi H, Fujiwara K, Ikeguchi T. Reconstruction of network structures from marked point processes using multi-dimensional scaling, Physica A, Vol.415, pp.194-204, 2014.
Kurebayashi W, Fujiwara K, Ikeguchi T. Colored noise induces synchronization of limit cycle oscillators, EPL (Europhysics Letters), Vol.97, p.50009, 2012.
Kantaro Fujiwara and Kazuyuki Aihara. Time-varying irregularities in multiple trial spike data, European Physical Journal B, Vol. 68, pp. 283-289, 2009.
Fujiwara K, Aihara K. Trial-to-trial Variability and its influence on higher order statistics, Journal of Artificial Life and Robotics, Vol. 13, pp. 470-473, 2009.
Fujiwara K, Fujiwara H, Tsukada M, Aihara K. Reproducing bursting interspike interval statistics of the gustatory cortex, Biosystems, Vol. 90, pp. 442-448, 2007.
略歴
東京大学大学院情報理工学系研究科数理情報学専攻博士課程修了。博士（情報理工学）。計算論的神経科学、特に単一ニューロンの数理モデル研究及びニューラルネットワークにおける学習・適応の研究に従事。日本学術振興会特別研究員(PD)時は主に神経データ解析の理論研究に従事。埼玉大学大学院理工学研究科助教、東京理科大学工学部助教時は教育の傍ら、これまでの計算論的神経科学に関する研究と並行して非線形理論とその応用研究にも従事。現在は神経科学における実験と理論研究の橋渡しを目的とした計算論的神経科学研究、そしてデータサイエンスコアのマネージャーとして計算資源やソフトウェア管理を通して研究支援を行なっている。
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根東 覚
研究概要
私たち人間や動物は、周囲の環境を感じたり、また物事を記憶したりして、行動を決めています。動物が周囲の環境をどのように認識し、行動を計画し、運動を制御するのか？これらの過程の中でも、特に外界の情報が大脳回路によってどのように認識されるのかといった部分に興味を持ちその解明に向けた研究を行っています。
この解明に対して、単一細胞レベルと複数のニューロンが作る神経回路レベルでの２通りのアプローチを試みています。単一細胞レベルの研究では１個のニューロンは樹状突起のどこにどのような情報を受け取り、それらがどのような仕組みによって統合・情報処理され外界の情報を表現するのかをシナプスをイメージングして調べています。また神経回路レベルの研究では、同じ外界の情報に反応する細胞の空間分布、回路構造や回路の規模、回路の出力様式の解明に取り組んでいます。大脳の領域ごとに存在する大域ネットワーク回路の中にある同じ情報を共有するより小さなサブネットワーク回路について、詳細をイメージングと形態学を組み合わせて明らかにしていきます。
得られた知見を人工知能に実装することで、より生物に近い情報処理を行う人工知能の創出に貢献できる可能性を考えています。
主要論文
Kondo S, Yoshida T, Ohki K (2016) Mixed functional microarchitectures for orientation selectivity in the mouse primary visual cortex. Nature Communications 7:13210.
Kondo S, Ohki K (2016) Laminar differences in the orientation selectivity of geniculate afferents in mouse primary visual cortex. Nature Neuroscience 19:316-319.
Kubota, Y, Kondo, S, Nomura, M, Hatada, S, Yamaguchi, N, Mohamed, A A, Karube, F, Luebke, J, Kawaguchi, Y (2015) Functional effects of distinct innervation styles of pyramidal cells by fast spiking cortical interneurons. eLIFE e07919.
Kondo S, Okabe S (2013) Two-photon microscopy analysis of cell dynamics of microglia. Molecular Biology of Cells: Microglia; Methods and Protocols. Edited by Joseph B and Venero JL. Humana Press, New York, 319-335.
Kondo S, Kohsaka S, Okabe S (2011) Long-term changes of spine dynamics and microglia after transient peripheral immune response triggered by LPS in vivo. Mol. Brain 4: 27.
略歴
1989年 金沢大学工学部工業化学科卒業
1991年 東京工業大学大学院総合理工学研究科修士課程修了
1995年 東京大学大学院医学系研究科博士課程修了（廣川信隆教授研究室）
神経細胞内物質輸送の研究に従事
1995-1997年 マックスプランク研究所研究員（Alain Marty博士研究室）
小脳神経回路シナプス伝達の研究に従事
1997-2004年 生理学研究所大脳神経回路論研究部門助手（川口泰雄教授研究室）
大脳神経回路シナプス伝達とシナプス結合の研究に従事
2004-2010年 東京大学医学部神経細胞生物学分野講師（岡部繁男教授研究室）
大脳シナプスの生体内での動態研究に従事
2010-2018年 東京大学医学部統合生理学分野講師（大木研一教授研究室）
大脳視覚野神経回路の機能構築研究に従事
2018年- 現職 -
鵜飼 英樹
研究概要
ヒトで観察される知性や精神疾患などの高次生命現象のメカニズムを解明するためには、ヒトの遺伝子ネットワークや細胞回路の包括的同定と定量的解析が必要である。逆遺伝学はその解明のための強力な手法の一つであるが、ヒトへの逆遺伝学手法の適用は倫理的に不可能である。マウスへの適用は可能であるが、遺伝子改変マウスの作製は、キメラマウスやモザイクマウスを繰り返し交配する必要があるため、一般的にそのスループットは低く、多くの遺伝子や細胞を対象にしてマウス逆遺伝学を行うことは困難である。さらに、ヒトとマウスの遺伝子やそのシステムには多くの違いがあるため、しばしばマウスはヒトで観察される現象を再現しない。近年、我々はキメラ/モザイクマウスの交配を行わずに効率良く遺伝子改変マウスを作製するための方法を確立した。そこで、我々の遺伝子改変マウスハイスループット作製方法を、マウスの遺伝子/システムがヒトの遺伝子/システムに置き換えられた遺伝的ヒト化マウスに適用することによって、ヒトならではの生命現象についてマウスを用いて解明するための次世代型ヒト遺伝学手法を開発する。
主要論文
Ukai H, Kiyonari H, Ueda HR. Embryonic stem cell-mouse protocol to produce knock-in (KI) mice in a single generation. Nature Protocols 2017 DOI 10.1038/nprot.2017.110
*Ode KL, *Ukai H, *Susaki EA, Narumi R, Matsumoto K, Hara J, Koide N, Abe T, Kanemaki MT, Kiyonari H, Ueda HR. Knockout-Rescue Embryonic Stem Cell-Derived Mouse Reveals Circadian-Period Control by Quality and Quantity of CRY1. Molecular Cell 2017 Jan 5;65(1):176-190. * These authors contributed equally to this work.
Susaki EA, Ukai H, Ueda HR. Next-generation mammalian genetics toward organism-level systems biology. npj. Syst. Biol. Appl. 2017 3, article number 15.
Ukai H. and Ueda HR. Systems Biology of Mammalian Circadian Clock. Annual Review of Physiology 2010 72:579-603.
*Isojima Y, *Nakajima M, *Ukai H, Fujishima H, Yamada RG, Masumoto KH, Kiuchi R, Ishida M, Ukai-Tadenuma M, Minami Y, Kito R, Nakao K, Kishimoto W, Yoo SH, Shimomura K, Takao T, Takano A, Kojima T, Nagai K, Sakaki Y, Takahashi JS, Ueda HR. CKIepsilon/delta-dependent phosphorylation is a temperature-insensitive, period-determining process in the mammalian circadian clock. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2009 Sep 15;106(37):15744-9. * These authors contributed equally to this work.
*Ukai H, *Kobayashi TJ, Nagano M, Masumoto KH, Sujino M, Kondo T, Yagita K, Shigeyoshi Y, Ueda HR. Melanopsin-dependent photo-perturbation reveals desynchronization underlying the singularity of mammalian circadian clocks. Nature Cell Biology 2007 Nov;9(11):1327-34. * These authors contributed equally to this work.
*Sato TK, *Yamada RG, *Ukai H, Baggs JE, Miraglia LJ, Kobayashi TJ, Welsh DK, Kay SA, Ueda HR, Hogenesch JB. Feedback repression is required for mammalian circadian clock function. Nature Genetics 2006 Mar;38(3):312-9. * These authors contributed equally to this work.
略歴
国立大学法人総合研究大学院大学にて博士号を取得後、国立研究開発法人放射線医学総合研究所にてポスドク研究員になった。ゲノムスケールの解析技術の開発を行い、その技術を用いて新たな発がん性突然変異を同定した。その後理研CDBにおいて、複雑な生命現象のモデルシステムとして哺乳類の概日時計システムを対象に細胞レベルのシステムバイオロジーのための技術を開発し、概日時計のシンギュラリティ現象などの複雑な現象のメカニズムの解明に成功した。理研QBiCに移るとともに、個体で観察されるより高次な生命現象のメカニズムを解明するために、個体レベルのシステムバイオロジーの実現を目指した技術開発を開始し、一世代以内で効率良く変異マウスを作製する方法を確立した。現在は開発した技術を利用して遺伝子改変マウスやウイルスをIRCNの研究者に提供するとともに、IRCNの共通リソースとなりえる有用なマウスラインの開発をおこなう。
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渡部 喬光
研究概要
絶え間なくうつろうヒトの心はダイナミックな脳神経活動で支えられているはずです。さらにそのような動的な神経活動は、ヒトの知性やその発達だけではなく、自閉症から統合失調症、癲癇までさまざまな精神神経疾患とも密接に関連しています。このコンセプトのもと我々は、普段は柔軟に変化しているものの、時には硬直化してしまうヒトの心・認知が生み出されるメカニズムやその発達過程を、脳神経ネットワーク構造と神経ダイナミクスの相互作用という観点から解明しようとしています。さらに、これらの知見をもとに精神疾患に対する新たな治療法・重症度診断法を開発することを目指しています。
主要論文
Watanabe, T., G. Rees, and N. Masuda, Atypical intrinsic neural timescale in autism. (2019). eLife. 8.
Watanabe, T., et al., A Neuroanatomical Substrate Linking Perceptual Stability to Cognitive Rigidity in Autism. (2019). J Neurosci. 39, 6540.
Watanabe, T. and G. Rees, Brain network dynamics in high-functioning individuals with autism. (2017). Nat Commun. 8, 16048.
Watanabe, T., et al., Clinical and neural effects of six-week administration of oxytocin on core symptoms of autism. (2015). Brain. 138, 3400.
Watanabe, T., et al., Effects of rTMS of pre-supplementary motor area on fronto basal ganglia network activity during stop-signal task. (2015). J Neurosci. 35, 4813.
Aoki, Y. Watanabe, T. et al., Oxytocin's neurochemical effects in the medial prefrontal cortex underlie recovery of task-specific brain activity in autism: a randomized controlled trial. (2015). Mol Psychiatry. 20, 447.
Watanabe, T., et al., Two distinct neural mechanisms underlying indirect reciprocity. (2014). Proc Natl Acad Sci USA. 111. 3990.
Watanabe, T., et al., Energy landscape and dynamics of brain activity during human bistable perception. (2014). Nat Commun. 5. 4765.
Watanabe, T., et al., Mitigation of socio-communicational deficits of autism through oxytocin-induced recovery of medial prefrontal activity: a randomized trial. (2014). JAMA Psychiatry. 71,166.
Watanabe, T., et al., A pairwise maximum entropy model accurately describes resting-state human brain networks. (2013). Nat Commun. 4, 1370.
略歴
2007年 東京大学医学部医学科卒業（医学士）
2009年 東京大学医学部附属病院初期研修修了
2013年 東京大学大学院医学系研究科博士課程修了（医学博士）
2013年 東京大学医学部特任助教
2013年〜2015年 University College London (UCL) JSPS Research Fellow
2015年〜2018年 UCL Marie-Curie Research Fellow
2018年〜2020年 理化学研究所・脳神経研究センター 副チームリーダー
2020年〜 東京大学国際高等研究所ニューロインテリジェンス国際研究機構 准教授（東京大学卓越研究員）
2013年度 NeuroCreative Award, 2019年度理研梅峰賞 -
ツァイ ミンボ
研究概要
ヒトは常に新しい概念や規則・手順などを、どんなに最強なディープラーニングのアルゴリズムよりも速く学習します。いったい私たちの脳は、そういった学習をどのように成し遂げているのでしょう？ おそらくヒトは、その置かれた環境から認知マップを作って基本を作り、その後入ってくる感覚情報をこれらのマップに整理して組み入れ、一連の因果モデルを確立して学習しているのではと考えられます。こうして出来上がった認知マップを用いることにより、ある状況から別の状況へと当てはめるかを試し、新しい学習・記憶がより効果的に達成できるようになるのです。私たちの研究室は、認知マップと因果モデル自体がどう学んでいくのかに興味を持っています。それを知るため、高度な計算論的モデルを用いて人間の行動や神経活動データを解析し、また、人間の学習方法に触発された新しい機械学習アルゴリズムや、fMRIによる脳画像データをより正確に理解するための新しいアルゴリズムも開発していきます。
主要論文
Cai, M. B., Schuck, N. W., Pillow, J. W., & Niv, Y. (2019). Representational structure or task structure? Bias in neural representational similarity analysis and a Bayesian method for reducing bias. PLoS Computational Biology, 15(5), e1006299.
Schuck, N. W., Cai, M. B., Wilson, R. C., & Niv, Y. (2016). Human orbitofrontal cortex represents a cognitive map of state space. Neuron, 91(6), 1402-1412.
Cai, M. B., Schuck, N. W., Pillow, J. W., & Niv, Y. (2016). A Bayesian method for reducing bias in neural representational similarity analysis. In Advances in Neural Information Processing Systems (pp. 4951-4959).
Cai, M. B., Eagleman, D. M., & Ma, W. J. (2015). Perceived duration is reduced by repetition but not by high-level expectation. Journal of Vision, 15(13), 19-19.
Cai, M. B., & Eagleman, D. M. (2015). Duration estimates within a modality are integrated sub-optimally. Frontiers in Psychology, 6, 1041.
略歴
2008年に北京大学より電子・情報科学および心理学の学士号を取得。2015年にベイラー医科大学でDavid Eagleman博士のもとで時間知覚のメカニズムについて研究し、神経科学の博士号を得た。博士課程の間には、Wei Ji Ma博士のもとで計算論的モデリングも学んだ。その後、プリンストン大学のYael Niv博士の研究室に博士研究員として参加し、学習と意思決定に関する研究や、fMRIデータ解析のためのアルゴリズム開発に携わる。2019年12月より現職。
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狩野 方伸
研究概要
脳は、神経細胞（ニューロン）が無数のシナプスによって連絡して作る神経回路から成り立っています。シナプスでは、神経伝達物質によって神経末端からニューロンに情報が伝えられます。したがって、シナプス結合とその働きに関する研究は、脳機能を理解するために極めて重要になります。私たちは、内因性カンナビノイド（私たちの脳の中にあって、大麻と同じような働きをする物質）がシナプス伝達を制御し、それが様々な脳機能にどのように関与するかを研究しています。また、生後発達期にシナプス結合とその機能がどのように成熟するかを追求しています。具体的には、出生時に過剰に作られた未熟なシナプスの中から、生後発達の過程で不要なものは除去され、必要なものが強められる、シナプス除去またはシナプス刈り込みという現象に着目しています。私たちは、小脳の登上線維とプルキンエ細胞の間のシナプス生後発達をモデルとして用い、シナプス除去のメカニズム解明を目指しています。
小脳プルキンエ細胞へ向かうシナプス配線の生後発達
PC プルキンエ細胞, CF 登上線維, GrC 顆粒細胞, PF 平行線維, BC バスケット細胞主要論文
Uesaka, N., Abe, M., Konno, K., Yamazaki, M., Sakoori, K., Watanabe, T., Kao, T-H., Mikuni, T., Watanabe, M., Sakimura, K. and Kano M. (2018) Retrograde signaling from progranulin to Sort1 counteracts synapse elimination in the developing cerebellum. Neuron 97: 796-805, 2018.
Choo, M., Miyazaki, T., Yamazaki, M., Kawamura, M., Nakazawa, T., Zhang, J., Tanimura, A., Uesaka, N., Watanabe, M., Sakimura, K. and Kano, M. (2017) Retrograde BDNF to TrkB signaling promotes synapse elimination in the developing cerebellum. Nat Commun 8: 195.
Uesaka, N., Uchigashima, M., Mikuni, T., Nakazawa, T., Nakao, H., Hirai, H., Aiba, A., Watanabe, M. and Kano, M. (2014) Retrograde semaphorin signaling regulates synapse elimination in the developing mouse brain. Science 344: 1020-1023.
Kano, M., Ohno-Shosaku, T., Hashimotodani, Y., Uchigashima, M. and Watanabe, M. (2009) Endocannabinoid-mediated control of synaptic transmission. Physiol Rev 89: 309-380.
Hashimoto, K. and Kano, M. (2003) Functional differentiation of multiple climbing fiber inputs during synapse elimination in the developing cerebellum. Neuron 38: 785-796.
Maejima, T., Hashimoto, K., Yoshida, T., Aiba, A. and Kano, M. (2001) Presynaptic inhibition caused by retrograde signal from metabotropic glutamate to cannabinoid receptors. Neuron 31: 463-475.
Ohno-Shosaku, T., Maejima, T. and Kano, M. (2001) Endogenous cannabinoids mediate retrograde signals from depolarized postsynaptic neurons to presynaptic terminals. Neuron 29: 729-738.
Kano, M., Hashimoto, K., Chen, C., Abeliovich, A., Aiba, A., Kurihara, H., Watanabe, M., Inoue, Y. and Tonegawa, S. (1995) Impaired synapse elimination during cerebellar development in PKCγ mutant mice. Cell 83: 1223-1231.
略歴
私は1982年に東京医科歯科大学医学部を卒業してM.D.を取得した後、東京大学大学院医学系研究科の大学院で1986年にPh.D.を取得しました。その後、自治医科大学の助手となり、1990年からマックスプランク生物物理化学研究所に2年間留学しました。帰国後に自治医科大学において、発達期小脳のシナプス除去の研究を始めました。1995年に理化学研究所に移動し、1998年に金沢大学医学部生理学講座の教授になりました。金沢大学において、内因性カンナビノイドによる逆行性シナプス伝達抑圧という現象を発見し、そのシナプス伝達調節の研究を進めました。2005年に大阪大学大学院医学系研究科に移動し、2007年に東京大学大学院医学系研究科の教授に着任して現在に至ります。2017年11月のIRCN発足時から副拠点長を務めています。
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榎本 和生
研究概要
遺伝要因と環境要因の組み合わせにより脳がカスタマイズされる仕組みを知る事により、ヒトの個性や精神疾患のメカニズム解明を目指しています。ヒトの個性や性格は、個々人が生まれもつ遺伝情報の差異に加えて、そのヒトが育つ環境に大きく依存すると考えられています。たとえば、遺伝子が相同である一卵性双生児でも、異なる環境で育つと全く異なる個性を示します。ヒトの心を生み出すマシーナリーの中核が脳であるならば、ヒトの個性はおそらく脳構造（神経回路）の微妙な違いから生じると予想できます。実際に、外部環境からの神経入力が神経ネットワークの再編を誘導することがわかってきました。従って、個性の成り立ちを理解するためには、外部環境（情報）と脳との関係を遺伝子・細胞・回路それぞれの階層で理解する必要があります。私たちは、外部情報依存的に神経ネットワークが再編成されるメカニズムと、新たなニューロンが生みだされるメカニズム（神経新生）に着目して研究を進めています。
もう１つの目標として、脳神経回路の違いが如何にして行動レベルの差異を生み出すのかという問題にチャレンジしています。生物は、光やにおいなど、外界から入ってくる複数の情報に基づいて価値判断を行い、それを適切な行動へと繋げることができます。興味深いことに、動物は、発生ステージや性差に依存して、同じ物質に対して正反対の嗜好性行動を示すことがあります。このような発生時期や雌雄に依存した「嗜好性の個性」を生み出す機構が分かれば、「個性を生み出す神経基盤」の理解に繋がると期待できます。私たちは、マウスやショウジョウバエを個体モデルとして、嗜好性（好き・嫌い）を規定する神経基盤を明らかにするべく研究を進めています。
主要論文
Yoshino J, Morikawa R, Hasegawa E and Emoto K (2017) Neural circuitry that evokes escape behavior in response to nociceptive stimuli in Drosophila larvae. Curr Biol 27: 2499-2504 (2017).
Yasunaga K, Tezuka A, Ishikawa N, Dairyo Y, Togashi K, Koizumi H and Emoto K (2015) Adult Drosophila sensory neurons specify dendrite boundaries independently of dendritic contacts through the Wnt5-Drl signaling pathway. Genes Dev 29: 1763-1775.
Kanamori, T., Yoshino, J., Yasunaga, K., Dairyo, Y., and Emoto, K. (2015) Local endocytosis triggers dendrite thinning and pruning in Drosophila sensory neurons. Nature Communications 6: 6515 (2015).
Kanamori, T., Kanai, M., Dairyo, Y., Yasunaga, K., Morikawa, R., and Emoto, K. (2013) Compartmentalized calcium transients trigger dendrite pruning in Drosophila sensory neurons. Science 340: 1475-1478.
Emoto, K., Parrish, J. Z., Jan, L., and Jan, Y. N. (2006) The tumour suppressor Hippo acts with the NDR kinases in dendritic tiling and maintenance. Nature 443: 210-213.
Emoto, K., He, Y., Ye, B., Grueber, W. B., Adler, P. N., Jan, L. Y., and Jan, Y. N. (2004) Control of dendritic branching and tiling by the Tricornered-kinase/Furry signaling pathway in Drosophila sensory neurons. Cell 119: 245-256.略歴
東京大学大学院薬学系研究科博士課程修了（1997年)。その後、東京都臨床医学総合研究所、カリフォルニア大学サンフランシスコ校、国立遺伝学研究所を経て、2010年から大阪バイオサイエンス研究所の研究部長を務める。2013年、東京大学大学院理学系研究科に1877年エドワード・モースが創設した研究室の教授として就任。現在に至る。
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合原 一幸
研究概要
複雑系数理モデリングのための理論構築およびその広範な科学技術分野への応用に関する研究を、主として数理工学とカオス工学の観点から行って来ている。特に、複雑系の数理モデリングと解析のために、(1) 複雑系制御理論、(2) 複雑ネットワーク理論、および (3) 非線形データ解析とデータ駆動モデリングの3つの柱からなる理論的プラットフォームを構築した。本IRCNでは、ニューロインテリジェンスの実現を目指して、脳に関する神経科学・臨床研究と次世代AIを、脳の複雑ダイナミクスの数理モデリングとデータ解析によって橋渡しする研究に従事している。
主要論文
Schäfer, B., Beck, C., Aihara, K., Witthaut, D. and Timme, M. (2018) Non-Gaussian Power Grid Frequency Fluctuations Characterized by Lévy-stable Laws and Superstatistics. Nature Energy 3(2):119-126.
McMahon, P.L., Marandi, A., Haribara, Y., Hamerly, R., Langrock, C., Tamate, S., Inagaki, T., Takesue, H., Utsunomiya, S., Aihara, K., Byer, R.L., Fejer, M.M., Mabuchi, H. and Yamamoto, Y. (2016) A Fully-programmable 100-spin Coherent Ising Machine with All-to-all Connections. Science 354(6312):614-617.
Inagaki, T., Haribara, Y., Igarashi, K., Sonobe, T., Tamate, S., Honjo, T., Marandi, A., McMahon, P.L., Umeki, T., Enbutsu, K., Tadanaga, O., Takenouchi, H., Aihara, K., Kawarabayashi, K., Inoue, K., Utsunomiya, S. and Takesue, H. (2016) A Coherent Ising Machine for 2000-node Optimization Problems. Science 354(6312):603-606.
Fujioka, E., Aihara, I., Sumiya, M., Aihara, K. and Hiryu, S (2016) Echolocating Bats Use Future-target Information for Optimal Foraging. Proc Natl Acad Sci USA 113(17):4848-4852.
Takahashi, N., Hirata, Y., Aihara, K. and Mas, P. (2015) A Hierarchical Multi-oscillator Network Orchestrates the Arabidopsis Circadian System. Cell 163(1):148-159.
Aihara, K., Imura, J. and Ueta, T.(Eds.) (2015) Analysis and Control of Complex Dynamical Systems: Robust Bifurcation, Dynamic Attractors, and Network Complexity. Springer Japan.
Aihara, K.(Ed.) (2010) Theory of Hybrid Dynamical Systems and its Applications to Biological and Medical Systems. Phil Trans Roy Soc A 368(1930).
Aihara, K. (2002) Chaos Engineering and its Application to Parallel Distributed Processing with Chaotic Neural Networks. Proc IEEE 90(5):919-930.
略歴
1977年東京大学工学部電気工学科卒業、1982年東京大学大学院工学系研究科電子工学専門課程博士課程修了（工学博士）。
東京電機大学工学部助教授、東京大学大学院工学系研究科教授、東京大学大学院新領域創成科学研究科複雑理工学専攻教授、JST ERATO 合原複雑数理モデルプロジェクト 研究総括、内閣府 最先端研究開発支援プログラム（FIRST）合原最先端数理モデルプロジェクト 中心研究者などを経て、現在東京大学生産技術研究所教授、東京大学ニューロインテリジェンス国際研究機構主任研究者（兼任）、東京大学大学院情報理工学系研究科数理情報学専攻教授（兼任）、東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻教授（兼任）、科学技術振興機構研究開発戦略センター特任フェロー（兼任）、理化学研究所特任顧問（兼任）。 -
後藤 由季子
研究概要
組織幹細胞は、発生の間、未分化なまま増殖しながら、かつ一方で色々な分化細胞を産み出しその組織を構築する、という非常に興味深い細胞である。では、どうやって幹細胞は適切に増殖と分化を制御し秩序だった組織を形成できるのだろうか？ 特に神経系という組織においては、神経回路の素子である様々な種類のニューロンやグリア細胞を「正しい場所に」「正しい数」配置することが機能的なネットワークを作る前提として必須である。したがって、神経幹細胞の運命がどのように制御されるかが、この複雑で精巧な脳という組織を正しく作り上げるための初期段階の鍵を握っていると言える。我々は、哺乳類神経系をモデルに「幹細胞とは何か（分子的にどのようにその機能が規定されているのか）」に迫り、また幹細胞を通じて脳という魅力的な組織の構築原理に迫りたいと考えている。 以上の神経幹細胞に関する研究は、我々の脳に対する理解につながるだけでなく、神経幹細胞を用いた再生医療や精神疾患治療への重要な基盤となるであろう。
主要論文
Furutachi, S., Miya, H., Watanabe, T., Kawai, H., Yamasaki, N., Harada, Y., Imayoshi, I., Nelson, M., Nakayama, KI., Hirabayashi, Y., and Gotoh, Y. (2015) Slowly dividing neural progenitors are an embryonic origin of adult neural stem cells. Nat. Neurosci. 18, 657-665.
Kishi, Y., Fujii, Y., Hirabayashi, Y. and Gotoh, Y. (2012) HMGA proteins regulate global chromatin state and the neurogenic potential in neocortical precursor cells. Nat. Neurosci. 15, 1127-1133.
Hirabayashi, Y., Suzki, N., Tsuboi, M., Endo, T.A., Toyoda, T., Shinga, J., Koseki, H., Vidal, M. and Gotoh, Y. (2009) Polycomb limits the neurogenic competence of neural precursor cells to promote astrogenic fate transition. Neuron 63, 600-613.
Ichijo, H., Nishida, E., Irie, K., ten Dijke, P., Saitoh, M., Moriguchi, T., Takagi, M., Matsumoto, K., Miyazono, K. and Gotoh, Y. (1997) Induction of apoptosis by ASK1, a mammalian MAPKKK that activates SAPK/JNK and p38 signaling pathways. Science 275, 90-94.
Gotoh, Y., Nishida, E., Matsuda, S., Shiina, N., Kosako, H., Shiokawa, K., Akiyama, T., Ohta, K. & Sakai, H. (1991) In vitro effects on microtubule dynamics of purified Xenopus M phase-activated MAP kinase. Nature 349, 251-254.
Gotoh, Y., Nishida, E., Yamashita, T., Hoshi, M., Kawakami, M. & Sakai, H. (1990) MAP kinase activated by nerve growth factor and epidermal growth factor in PC12 cells. Identity with the mitogen-activated MAP kinase of fibroblastic cells. Eur. J. Biochem. 193, 661-669.略歴
1987年東京大学理学部生物化学科卒業
1992年東京大学理学系研究科生物科学専攻修了、理学博士
1996年Fred Hutchinson Cancer Research Center研究員（Jon Cooper研究室）
1997年Harvard Medical School/Children's Hospital研究員（Michael Greenberg研究室）
1999年～東京大学分子細胞生物学研究所 助教授（主任研究員）
2005年～2013年東京大学分子細胞生物学研究所 教授
2013年より東京大学薬学系研究科 教授。
第1回分子生物学会三菱化学奨励賞、平成16年度日本癌学会奨励賞、第6回日本学術振興会賞、第6回日本学士院学術奨励賞、第24回塚原仲晃賞、安田記念医学賞、第30回井上学術賞、長瀬研究振興賞、第22回木原記念財団学術賞 -
河西 春郎
研究概要
シナプスによって形成される神経回路は学習・記憶、知覚、情動の基盤となり、それらの障害により精神疾患が起きる。我々の研究室では光学的・分子生物学的な手法を運用して脳機能のシナプスや分子基盤を明らかにする研究を世界的に展開してきた。それらの手法を用いてシナプス結合の増強時にシナプスが増大運動を起こすことを、海馬、大脳新皮質や基底核で明らかにしてきた。シナプスの動的な挙動は神経修飾因子や向精神薬、そして依存性物質的の作用に深く関連する。そこで、その動的特性を利用した光学的分子プローブを作成して、学習やその他の認知機能やその異常を解明する研究を進めている。
主要論文
Noguchi, J., Hayama, T., Watanabe, S., Ucar, H., Yagishita, S., Takahashi, N. & Kasai, H. (2016) State-dependent diffusion of actin-depolymerizing factor/cofilin underlies the enlargement and shrinkage of dendritic spines. Scientific Reports 6: 32897.
Hayashi-Takagi, A., Yagishita, S., Nakamura, M. Shirai, F., Wu, Y., Loshbaugh, A.L., Kuhlman, B., Hahn, K.M. and Kasai, H. (2015). Labelling and optical erasure of synaptic memory traces in the motor cortex. Nature 525:333-338.
Takahashi, N., Sawada, W., Noguchi, J., Watanabe, S., Ucar, H., Hayashi-Takagi, A., Yagishita, S., Ohno, M., Tokumaru, H. & Kasai, H. (2015). Two-photon fluorescence lifetime imaging of primed SNARE complexes in presynaptic terminals and beta cells.
Nature Comm. 6:8531.
Yagishita, S., Hayashi-Takagi, A., Ellis-Davies, G.C.R., Urakubo, H., Ishii, S. & Kasai, H. (2014). A critical time window for dopamine action on the structural plasticity of dendritic spines. Science 345:1616-1620.
Hayama, T., Noguchi, J., Watanabe, S., Ellis-Davies, G.C.R., Hayashi, A., Takahashi, N., Matsuzaki, M. & Kasai, H. (2013). GABA promotes the competitive selection of dendritic spines by controlling local Ca2+ signaling. Nature Neurosci 16:1409-1416.
Tanaka, J., Horiike, Y., Matsuzaki, M., Miyazaki, T., Ellis-Davies, G.C.R. & Kasai, H. (2008). Protein synthesis and neurotrophin-dependent structural plasticity of single dendritic spines. Science 319:1683-1687.
Matsuzaki, M., Honkura, N., Ellis-Davies, G.C.R. & Kasai, H. (2004). Structural basis of long-term potentiation in single dendritic spines. Nature 429:761-766.略歴
東京大学医学部卒業。学位取得後、マックスプランク研究所（独）に留学。帰国後、東大医学部生理学教室助教、准教授を経て、自然科学研究機構生理学研究所の教授となる。この間に、２光子アンケイジングを用いた単一シナプス刺激法を開発し、脳のシナプスはその結合強度と大きさが強く関係し、学習刺激を与えるとシナプスが速く増大することを見出した。2006年から東京大学医学部疾患生命工学センターの教授となり、分子生物学と光学的手法を組み合わせた学習・記憶機構の基礎機構やその異常としての精神疾患の研究をしている。
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笠井 清登
研究概要
笠井グループの研究は、精神病の発症前後の脳病態を解明し、精神病の早期介入法を開発することを目指しています。笠井グループは、ヒトを対象とした脳画像・神経生理学的計測法の技術力で定評があり、MRI、MRS、脳波、脳磁図、近赤外線スペクトロスコピーなどを含みます。近年は、思春期の定型発達の脳基盤に関心を広げ、アジア初の大規模思春期コホートである東京ティーンコホートを立ち上げています。2014からはAMED革新脳臨床研究グループのリーダーを務め、精神疾患の多施設共同MRI研究を組織するとともに、ヒト脳波計測法を非ヒト霊長類に応用する研究を展開しています。
主要論文
Kasai K, et al: Strengthening community mental health services in Japan. Lancet Psychiatry 4: 268-270, 2017. (Viewpoint)
Kasai K, Fukuda M: Science of recovery in schizophrenia research: brain and psychological substrates of personalized value. npj Schizophrenia 3: 14, 2017. (editorial)
Okano H, et al: Brain/MINDS: A Japanese national brain project for marmoset neuroscience. Neuron 92: 582-590, 2016. (Viewpoint)
Okada N, et al: Abnormal asymmetries in subcortical brain volume in schizophrenia. Mol Psychiatry 21: 1460-1466, 2016.
Yahata N, et al: A small number of abnormal brain connections predicts adult autism spectrum disorder. Nat Commun 7: 11254, 2016.
Takizawa R, Fukuda M, Kawasaki S, Kasai K, Mimura M, Pu S, Noda T, Niwa SI, Okazaki Y: Neuroimaging-aided differential diagnosis of the depressive state. Neuroimage. 85:498-507, 2014
Nagai T, Tada M, Kirihara K, Araki T, Jinde S, Kasai K: Mismatch negativity as a “translatable” brain marker toward early intervention for psychosis: a review. Front Psychiatry 4:1-10, 2013
Kasai K, Shenton ME, Salisbury DF, Hirayasu Y, Onitsuka T, Spencer M, Yurgelun-Todd D, Kikinis R, Jolesz FA, McCarley RW: Progressive decrease of left Heschl gyrus & planum temporale gray matter volume in first-episode schizophrenia: a longitudinal magnetic resonance imaging study. Arch Gen Psychiatry 60(8):766-775, 2003.
略歴
1995年に東京大学医学部を卒業後、東京大学医学部附属病院や国立精神神経センターなどで精神科臨床のトレーニングを積む。2000年～2002年にハーバード大学医学部精神科にて精神疾患のMRI研究に従事。帰国後、再び東京大学医学部附属病院精神神経科で臨床、教育、研究に従事、2008年から現職。2003年に日本生物学的精神医学会学術賞、2008年に日本神経科学学会奨励賞を受賞。
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コナース アーサー
研究概要
現在の研究では、ニューロンおよび神経回路の機能および機能不全を定量的に理解するための技術開発およびその応用に力を注いでいます。これまでに私たちのチームは、大脳皮質の神経回路を１細胞解像度で観察できる2光子カルシウムイメージングをどこよりも先駆けて開発しました。 最近では、高分解度2光子カルシウムイメージングのLOTOS（low power temporal oversampling）法を開発し、in vivoで樹状突起の機能マッピングを可能にしました。 これらの新しい方法を使用することで、行動によって決まるシナプス間のシグナル伝達や、既定の脳回路内でのシグナル統合を知ることができると期待されます。
主要な研究目標は、まず健常な脳、特に発達中の小脳および成熟した小脳において、学習・記憶の神経回路機構をこれまで以上に理解することです。 そして老化による疾患であるアルツハイマー病の脳に起こる、認知および記憶の障害の病態生理学を追究していきます。
主要論文
Edwards F, Konnerth A, Sakmann B and Takahashi T (1989) A thin slice preparation for patch clamp recordings from neurones of the mammalian central nervous system. Pflügers Archiv 414, 600-612.
Kano M, Rexhausen U, Dreessen J and Konnerth A (1992) Synaptic excitation produces a long-lasting rebound potentiation of inhibitory synaptic signals in cerebellar Purkinje cells. Nature 356, 601-604.
Takechi H, Eilers J and Konnerth A (1998) A new class of synaptic response involving calcium release in dendritic spines. Nature 396, 757-760.
Stosiek C, Garaschuk O, Holthoff K and Konnerth A (2003) ‘In vivo’ two-photon calcium imaging of neuronal networks. Proc Nat Acad Sci USA 100, 7319-7324.
Chen X, Leischner U, Rochefort NL, Nelken I and Konnerth A (2011) Functional mapping of single spines in cortical neurons in vivo. Nature 475, 501-505.
Grienberger C and Konnerth A (2012) Imaging Calcium in Neurons. Neuron 73, 862-885.
Hartmann J, Karl RM, Adelsberger H, Brill MS, Rühlmann C, Ansel A, Sakimura S, Baba Y, Kurosaki T, Misgeld T and Konnerth A (2014) STIM1 controls neuronal Ca2+ signaling, mGluR1-dependent synaptic function and cerebellar motor behavior. Neuron 82, 635–644.
Zott B, Busche MA, Sperling R and Konnerth A (2018) What Happens with the Circuit in Alzheimer's Disease in Mice and Humans? Annual Reviews Neuroscience 41, 277-297.
略歴
ドイツのLudwig-Maximilians大学（ミュンヘン大学）卒業、医学博士。 現在は、ミュンヘン工科大学・神経科学研究所の教授（神経科学）を務めるとともに、IRCNの主任研究者を兼任。 ドイツ国立科学アカデミー（レオポルディナ）、欧州アカデミー、バイエルン科学アカデミーそれぞれのメンバーとしても選出されている。
2015年にはWinfried Denk、Karel Svoboda、David TankとともにBrain Prizeを共同受賞した。 -
大木 研一
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。
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 -
岡田 康志
研究概要
近年の分子生物学と構造生物学の進歩は著しく、CGを駆使した美麗なイラストや動画を目にする機会も増えました。しかし、「生命とは何か？」には、まだ答えられません。私たちは、想像図ではなく、生きた細胞の中で生命現象の現場を分子レベルで直接見ることで「生命とは何か？」を理解したいと考え、そのための技術開発とそれを利用した計測に並行して取り組んでいます。具体的な研究対象としては、キネシンなどの分子モーターによる細胞内輸送を中心に、シグナル伝達分子の核輸送から遺伝子発現調節まで、細胞の中での輸送・動きを一分子レベルで直接イメージングすることで解析しています。
たとえば、分子モーターによる細胞内の物質輸送は、文字通り細胞の生命線で、速く正確に届けることが出来なくなることで様々な疾病を引き起こすことが知られています。しかし、細胞の中で分子モーターが迷うことなく目的地へと荷物を届ける「細胞内のカーナビ」については全く判っていません。我々は、最先端のイメージング技術で「細胞内の宅配便」を直接観察することで、この問題に取り組んでいます。
主要論文
Hayashi K, Tsuchizawa Y, Iwaki M, Okada Y. Application of the fluctuation theorem for non-invasive force measurement in living neuronal axons. Molecular Biology of the Cell, 2018 in press
Shima T, Morikawa M, Kaneshiro J, et al. Kinesin-binding triggered conformation switching of microtubules contributes to polarized transport. Journal of Cell Biology 2018, in press
Grzybowski M, Taki M, Senda K, et al. A Highly Photostable Near‐infrared Labeling Agent Based on a Phospha‐rhodamine for Long-term and Deep Imaging. Angewandte Chemie International Edition 2018 doi:10.1002/anie.201804731
Komatsu N, Terai K, Imanishi A, et al. A platform of BRET-FRET hybrid biosensors for optogenetics, chemical screening, and in vivo imaging. Scientific Report 9:8984 (2018)
Takeshima T, Takahashi T, Yamashita J, Okada Y, Watanabe S. A multi-emitter fitting algorithm for potential live cell super-resolution imaging over a wide range of molecular densities. Journal of Microscopy (2018) doi:10.1111/jmi.12714
Nozaki T, Imai R, Tanbo M, et al. Dynamic Organization of Chromatin Domains Revealed by Super-Resolution Live-Cell Imaging. Molecular Cell 67: 282-293 (2017)
Takai A, Nakano M, Saito K, et al. Expanded palette of Nano-lanterns for real-time multicolor luminescence imaging. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112(14). 4352-4356 (2015) doi: 10.1073/pnas.1418468112
Hayashi S, Okada Y. Ultrafast superresolution fluorescence imaging with spinning disk confocal microscope optics. Molecular Biology Of The Cell 26(9). 1743-1751 (2015) doi: 10.1091/mbc.E14-08-1287
Okada Y, Nakagawa S. Super-resolution imaging of nuclear bodies by STED microscopy. Methods in Molecular Biology 1262. 21-35 (2015) doi: 10.1007/978-1-4939-2253-6_2
Uno S, Kamiya M, Yoshihara T, et al. A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging. Nature Chemistry 6(8). 681-689 (2014) doi: 10.1038/nchem.2002
Yajima H, Ogura T, Nitta R, et al. Conformational changes in tubulin in GMPCPP and GDP-taxol microtubules observed by cryoelectron microscopy. Journal of Cell Biology 198(3). 315-322 (2012) doi: 10.1083/jcb.201201161略歴
1993年東京大学医学部医学科卒。医師、医博。同大学院にて学振特別研究員、助手を経て 2011年より理研・生命システム研究センター(2018年の改組により生命機能科学研究センター)チームリーダー。2016年より東京大学大学院理学系研究科物理学専攻教授(理研と兼務)。
専門は細胞生物学、生物物理学。分子モーター(キネシン)の動作原理と生理機能について光学顕微鏡(一分子イメージング、超解像顕微鏡法)、クライオ電顕、X線回折など様々なイメージング技術を駆使して研究を行っている。 -
杉山 将
研究概要
機械学習は、ヒトのように学習するコンピュータを開発することが目的です。大量のデータを強力なコンピュータによって統計処理する最先端の機械学習技術は、音声認識、画像理解、自然言語翻訳などの実世界問題において、大きな成功を収めています。しかし、ヒトはそのようなビッグデータや莫大な計算能力を用いることなく知性を獲得しているため、機械学習とヒトの学習の間にはまだまだ大きな隔たりがあります、ニューロインテリジェンス国際研究機構における私の研究の目標は、人工知能とヒトの知能との隔たりを埋めることのできる、神経科学に基づいた新しい機械学習のパラダイムを構築し、次世代の知的情報処理技術基盤を確立することです。
主要論文
Hu, W., Niu, G., Sato, I., & Sugiyama, M. Does distributionally robust supervised learning give robust classifiers? In Proceedings of 35th International Conference on Machine Learning (ICML2018), pp.2029-2037, 2018.
Kiryo, R., du Plessis, M. C., Niu, G., & Sugiyama, M. Positive-unlabeled learning with non-negative risk estimator. In Advances in Neural Information Processing Systems 30, pp.1674-1684, 2017.
Sugiyama, M. Introduction to Statistical Machine Learning, Morgan Kaufmann, 2015.
Sugiyama, M. Statistical Reinforcement Learning: Modern Machine Learning Approaches, Chapman and Hall/CRC, 2015.
Sugiyama, M., Suzuki, T., & Kanamori, T. Density Ratio Estimation in Machine Learning, Cambridge University Press, 2012.
Sugiyama, M. & Kawanabe, M. Machine Learning in Non-Stationary Environments: Introduction to Covariate Shift Adaptation, MIT Press, 2012.
Sugiyama, M. Dimensionality reduction of multimodal labeled data by local Fisher discriminant analysis. Journal of Machine Learning Research, vol.8 (May), pp.1027-1061, 2007.
略歴
情報工学の学士（工学）、修士（工学）、博士（工学）の学位をそれぞれ1997年、1999年、2001年に東京工業大学から取得。2001年より同大学の助手、2003年より助教授（2007年より准教授に改称）。2014年より東京大学教授。2016年より理化学研究所革新知能統合研究センター長を併任。2016年度日本学術振興会賞および日本学士院学術奨励賞を受賞。機械学習とデータマイニングの理論研究とアルゴリズムの開発、および、その信号処理、画像処理、ロボット制御などへの応用研究に従事。
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竹内 昌治
主任研究者
技術開発
東京大学大学院情報理工学系研究科 知能機械情報学専攻 教授 東京大学生産技術研究所 機械・生体系部門 総合バイオメディカルシステム国際研究センター 教授
バイオハイブリッドシステムの技術革新
研究概要
我々のグループでは、生体機能性材料とマイクロ・ナノデバイスを組み合わせたバイオハイブリッドシステムを実現を目標としています。微細加工技術の発展はマイクロ・ナノメートルスケールの極小センサやアクチュエータを実現してきましたが、実際の生体システムはしばしば、これらのマイクロマシンよりも高感度で効率がよく、しかも多機能です。この問題を解決するため、細胞や分子機械といったバイオ材料を機械部品と融合することを着想しました。例えば、柔らかく曲げることのできる高分子材料を用いて、液体の流れるマイクロ流路を内蔵した微小電極を作ることに成功しました。これを用いれば、神経細胞を化学的に刺激すると同時に神経伝達信号を電気的に検出することができます。このようなバイオハイブリッドな脳神経プローブは、人工機器と脳を接続することによって、脳の理解を一層深める手助けができると考えています。
主要論文
Yuya Morimoto, Hiroaki Onoe and Shoji Takeuchi: Biohybrid robot powered by an antagonistic pair of skeletal muscle tissues. Science Robotics, vol. 3, eaat4440, 2018
Koki Kamiya, Ryuji Kawano, Toshihisa Osaki, Kazunari Akiyoshi, and Shoji Takeuchi:Cell-sized asymmetric lipid vesicles facilitate the investigation of asymmetric membranes, Nature Chemistry, vol. 8, pp. 881-889, 2016
Shigenori Miura, Koji Sato, Midori Kato-Negishi, Tetsuhiko Teshima and Shoji Takeuchi: Fluid shear triggers microvilli formation via mechanosensitive activation of TRPV6, Nature Communications, vol. 6, 8871, 2015
Won Chul Lee, Kwanpyo Kim, Jungwon Park, Jahyun Koo, Hu Young Jeong, Hoonkyung Lee, David Weitz, Alex Zettl, and Shoji Takeuchi: Graphene-templated directional growth of an inorganic nanowire, Nature Nanotechnology, vol. 10, pp. 423-428, 2015
Hiroaki Onoe, Teru Okitsu, Akane Itou, Midori Kato-Negishi, Riho Gojo, Daisuke Kiriya, Koji Sato, Shigenori Mirua, Shintaroh Iwanaga, Kaori Kuribayashi-Shigetomi, Yukiko Matsunaga, Yuto Shimoyama, and Shoji Takeuchi: Metre-long Cell-laden Microfibres Exhibit Tissue Morphologies and Functions, Nature Materials, vol.12, pp. 584-590, 2013
Yun Jung Heo, Hideaki Shibata, Teru Okitsu, Tetsuro Kawanishi, and Shoji Takeuchi: Long-term in vivo glucose monitoring using fluorescent hydrogel fibers, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 108(33), pp. 13399-13403, 2011
Hideaki Shibata, Yun Jung Heo, Teru Okitsu, Yukiko Matsunaga, Tetsuro Kawanishi, and Shoji Takeuchi: Injectable hydrogel microbeads for fluorescence-based continuous glucose monitoring,Parylene-coating in PDMS microfluidic channels prevents the absorption of fluorescent dyes, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,vol. 107, no. 42, pp. 17894-17898, 2010
N. Misawa, H. Mitsuno, R. Kanzaki, and S. Takeuchi: A Highly Sensitive and Selective Odorant Sensor using Living Cells Expressing Insect Olfactory Receptors, Proc. Natl. Acad. Sci. USA , vol. 107(35), pp. 15340-15344, 2010
Wei-Heong TAN and Shoji TAKEUCHI: A Trap-and-Release Integrated Microfluidic System for Dynamic Microarray Applications, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 104, no. 4, pp. 1146-1151, 2007略歴
1995年東京大学工学部産業機械工学科卒業。97年同大学大学院工学系研究科機械情報工学専攻修士課程修了。2000年同博士課程修了。2001年東京大学生産技術研究所講師、03年同助教授、14年同教授。2017年より同研究所統合バイオメディカルシステム国際研究センターセンター長を兼務。
この間、2004-2005年ハーバード大学化学科客員研究員、2008-2018年同研究所バイオナノ融合プロセス連携医研究センターセンター、2010-2017年JSTERATO竹内バイオ融合プロジェクト研究総括を兼務。
文部科学大臣表彰若手科学者賞(2008)、学振賞(2010)、ACS Analytical Chemistry Young Innovator Awards(2015)、永瀬賞（2017）などを受賞。専門はバイオハイブリッドシステム、マ イ ク ロ 流 体 デ バ イ ス 、MEMS 、ボトムアップ組織工学。 -
杉山(矢崎) 陽子
主任研究者
発生/発達研究
特任准教授
沖縄科学技術大学院大学 臨界期の神経メカニズム研究ユニット 准教授
発達初期における経験依存的神経回路形成と、
その神経回路による行動制御の神経メカニズムの研究研究概要
私達は子供の時の方が何でも容易に習得できることを経験として知っています。これは私達の脳内の神経回路が幼少期に環境から受ける感覚経験に依存して形成されるからだと言われており、この時期を臨界期と言います。例えば、ヒトが言語を発達させる際には幼少期にどの言語を聴いたかによって、言語を聞き分ける能力が決定すると言われています。ヒトが幼少期にきいた言葉から言語を発達させるように、歌を唄うトリ、ソングバードも幼い頃に聴いた親の歌を模倣することで歌を学習します。このソングバードの歌学習を見ていると、雛はどうやって自身の種の歌を聞き分けているのか? 周りからは別のトリの歌も聴こえるのになぜ父親の歌だけ学習するのか? どうして臨界期にしか学習できないのか?といった数々の面白い疑問が生まれます。 私達の研究室ではソングバードの一種であるキンカチョウを用いて、これらのことがどの様にして行われているのか、その神経メカニズムを明らかにしようとしています。
主要論文
Yanagihara S. and *Yazaki-Sugiyama Y. (2018) Social interaction with a tutor modulates responsiveness of specific auditory neurons in juvenile zebra finches. Behav Proc, doi: 10.1016/j.beproc.2018.04.003
Araki M., Bandi M. M. and *Yazaki-Sugiyama Y. (2016) Mind the Gap: Neural Coding of Species Identity in Birdsong Prosody. Science 354: 1282-1287 Featured: Science 354: 1234-1235
Yanagihara S. and *Yazaki-Sugiyama Y. (2016) Auditory experience dependent cortical circuit shaping for memory formation in bird song learning. Nat. Commun, doi: 10.1038/NCOMMS11946. (featured article)
*Yazaki-Sugiyama Y., Yanagihara S, Fuller P.M. and Lazarus M. (2015) Acute inhibition of a cortical motor area impairs vocal control in singing zebra finches. Eur J Neuroscience 41:97-108
Yazaki-Sugiyama Y., Kang S., Câteau H., Fukai T. and *Hensch T.K. (2009) Bidirectional plasticity in fast-spiking GABA circuits by visual experience. Nature 462: 218-221
Yazaki-Sugiyama Y. and *Mooney R. (2004) Sequential learning from multiple tutors and serial retuning of auditory neurons in a brain area important to birdsong learning. J Neurophysiol 92: 2771-2788
Focused by editor; J Neurophysiol 92 2642-2643 (2004)略歴
上智大学でウズラの発声行動を用いた神経行動学の研究を行い博士号を取得。その後、Duke大学のRich Mooney教授、理化学研究所 BSI、Takao Henschチームリーダーの元でそれぞれソングバード、臨界期可塑性の研究を行った後、沖縄科学技術大学院大学(OIST)にて独立し、ソングバードを用いて臨界期における神経回路形成の研究を行う。2018年からIRCNの特任准教授を兼任。
