研究内容

主な研究プロジェクト
  
@ シナプス刈り込みのメカニズムの解析
  A 神経細胞の周期的膜電位振動の解析
  B セロトニンが神経回路に与える影響の解析 



@ シナプスの刈り込みのメカニズムの解析

    
生まれたばかりの動物の脳は周りの環境に応じて柔軟に変化する能力を持っています。その礎の一つと考えられているのが、生後発達期の脳で起こる神経回路の再編成(シナプスの刈り込み)です。


  
神経細胞は、軸索を伸ばして他の神経細胞にシナプスを介して結合し、複雑なネットワークを形成しています。神経回路が正確に作られることは、脳が正常に機能するために必須ですが、生まれた時すでに神経回路が完成しているわけではありません。生まれたばかりの動物では、神経回路は大人にくらべて若干不正確かつ過剰に形成されており、機能的にも未成熟な状態にあります(上左図)。生後の発育の中で、これらの過剰な結合の中から、機能的に必要なものが強化され、不必要なものが除去されていくことにより、次第に機能的な神経回路が形成されていきます(上右図)。これまでの研究から、正常なシナプスの刈り込みには、神経細胞が周りの環境などの刺激を受けて、電気的に活動することが必須であることが知られています。私達は生後発達期シナプス刈り込みに関わる原理の解明を目指して、下オリーブ核−登上線維−プルキンエ細胞投射や、大脳皮質の神経回路の生後発達過程をモデル実験系として用い、刈り込みに関与する細胞レベル・分子レベルのメカニズムの解析や、幼若期神経回路の電気活動パターンの実態の解析を行っています。



主要なPublications
Kawamura et al., Nat Commun (2014), Nakayama et al., Neuron (2012), Miyazaki et al., J Neurosci (2012), Ichikawa et al., J Neurosci. (2011), Hashimoto et al., PNAS (2011), Hashimoto et al., Neuron (2009),  Miyazaki et al,(橋本, 共同第一著者), J. Neurosci (2004), Hashimoto and Kano, Neuron (2003),  Hashimoto et al., J. Neurosci (2001), Ichise et al., Science (2000),  Kano et al., PNAS (1998), Offermanns et al.(橋本, 共同第一著者), PNAS (1997),  Kano et al., Neuron (1997), Kano et al., Cell (1995)


A 神経細胞の周期的膜電位振動の解析

    
延髄の下オリーブ核(inferior olive)は小脳プルキンエ細胞へ入力する登上線維(climbing fiber)の起始核ですが、神経細胞がgap junctionでお互い繋がれているなどユニークな特徴を持っています。またこの神経核では、サイン波状の周期的膜電位変動(subthreshold oscillation; STO)が起こることが知られています。下オリーブ核ニューロンのSTOは登上線維、ひいては小脳システムの活動パターンに影響すると考えられており、その発生機序を明らかにすることの意義は非常に大きいと思われます。私たちはSTO発生の基盤となる生理学的、形態学的性質を明らかすることを目指して解析を行っています。


B セロトニンが神経回路に与える影響の解析
    
うつや自閉症などの発症には、脳内セロトニンが影響を与えることがよく知られています。私たちはマウスのヒゲ刺激の感覚情報処理に関わる神経回路を用いて、脳内セロトニンが神経回路の信号処理に与える影響を解析しています。また、うつのモデル動物の背側縫線核セロトニンニューロン(脳内セロトニン神経の起始核)からパッチクランプ記録を行い、電気生理学的な性質の変化を解析しています。


竹本講師の研究内容

自律神経系の生理学、特に循環系の中枢性調節メカニズムの研究をしています。具体的には、プロリン等の数種のアミノ酸を脳に直接投与すると血圧が変化することを発見し(1990-1992)、自律神経系の中枢性調節を担うニューラルネットワークのどこに、どのように作用して血圧を変化させるかを研究しています

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     所属

   広島大学 
大学院医歯薬保健学研究院
   
神経生理学


〒734-8551
広島県広島市南区霞1丁目2-3

TEL: 082-257-5125 (教授室)
   082-257-5127 (居室)
FAX: 082-257-1622(広大内 6405)

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新学術領域 「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」

新学術領域 「神経細胞の多様性と大脳皮質の構築」

新学術領域 「オシロロジー」

脳科学研究戦略推進プログラム

戦略的創造研究推進事業「さきがけ」



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