JSTトッププレス一覧科学技術振興機構報 第754号別紙2 > 研究領域:「脳神経回路の形成・動作原理の解明と制御技術の創出」
別紙2

平成22年度(第1期) 新規採択研究代表者・研究者および研究課題の概要

CREST

戦略目標:「神経細胞ネットワークの形成・動作の制御機構の解明」
研究領域:「脳神経回路の形成・動作原理の解明と制御技術の創出」
研究総括:小澤 瀞司(高崎健康福祉大学 健康福祉学部 教授)

氏名 所属機関 役職 研究課題名 研究課題概要
伊藤 啓 東京大学 分子細胞生物学研究所 准教授 感覚情報を統合する高次神経の回路構造と機能のシステム解析  脳は光・匂い・味・音・触覚などの五感の情報を総合して行動を制御しますが、異なる感覚器官からの情報がどのようにして脳で比較・統合されるかはほとんど分かっていません。本研究では神経を単一細胞レベルで効率よく解析できるショウジョウバエ脳をモデルとして、各感覚の低次中枢からの情報を統合して行動制御に結びつける脳領域を体系的に解析し、イメージングや特定神経の機能制御実験など多彩な研究を組み合わせて、情報統合の過程を明らかにします。
大木 研一 九州大学 大学院医学研究院 教授 大脳皮質の機能的神経回路の構築原理の解明  大脳皮質には数百億の神経細胞が存在しますが、機能によって何十もの領野に分かれています。各領野も、さらに細かいモジュールに分割されています。本研究では、機能的な神経回路の最小単位の構造と機能を、単一細胞レベルの解像度をもつ独自のin vivo二光子イメージング技術を用いて解明し、単位回路の動作・形成原理の解明を通して、大脳皮質視覚野の神経回路が情報処理を行う上での基本構造・原理とその発生メカニズムを明らかにします。
酒井 邦嘉 東京大学 大学院総合文化研究科 准教授 言語の脳機能に基づく神経回路の動作原理の解明  本研究は、システム神経科学に臨床的言語障害研究と言語理論研究を融合させた相乗効果をねらいとします。研究目標として、人間の脳における言語の機能分化と機能局在から機能モジュール(具体的には文法や意味処理等)の計算原理を明らかにして、モジュール間相互の神経結合から神経回路の動作原理の解明を中核に据えます。さらに、言語獲得の感受性期および言語障害後の神経回路再編メカニズムを解明することを目指します。
高井 義美 神戸大学 大学院医学研究科 教授 海馬神経回路形成における細胞接着分子と関連分子の機能と作用機構  海馬は記憶と学習の鍵となる脳部位であり、そこでは興奮性と抑制性の神経細胞がシナプスを介して局所的な神経回路を形成し、その出力を制御しています。しかし、海馬神経回路の形成機構や機能の発現機構の多くは不明のままです。本研究では(1) 神経回路形成における標的細胞認識、(2) シナプスの形態形成と機能制御、(3)シナプス可塑性発現のそれぞれの過程において、細胞間接着分子ネクチンとその結合タンパク質アファディン及びそれらの関連分子が果たす役割を解明します。
尾藤 晴彦 東京大学 大学院医学系研究科 准教授 可塑的神経回路を支えるシグナル伝達の分子基盤解明と制御  神経回路には、遺伝子プログラムによって決定される回路(hardwired circuit)に加え、経験に依存して連結性が強化される可塑的回路(plastic circuit)の存在が想定されています。本研究では、新規のイメージング技術により、この可塑的回路を支えるシグナル伝達の分子基盤をシナプスレベルならびにシステムレベルで明らかにします。さらに、可塑的神経回路の脱構築・再構築を制御するための新技術を開発します。
山下 俊英 大阪大学 大学院医学系研究科 教授 中枢神経障害後の神経回路再編成と機能回復のメカニズムの解明  中枢神経回路が障害を受けると、ある程度の機能回復が自然にもたらされることがあります。我々は、脳損傷後に、運動機能を制御する皮質脊髄路が新たな代償性神経回路を形成することを明らかにしました。本研究では、げっ歯類、サルおよびヒトにおいて、脳の障害後に代償性神経回路が形成される分子メカニズムを解明するとともに、神経回路の再編成を促進することによって、失われた神経機能の回復を図る分子標的治療法の開発を行います。

(五十音順に掲載)

<総評> 研究総括:小澤 瀞司(高崎健康福祉大学 健康福祉学部 教授)

脳の機能と病態の理解には、分子―細胞―神経回路―脳システムという複数の階層を見据えた統合的なアプローチが必要になります。本研究領域では、この階層の要の位置にある神経回路の形成と動作原理を解明し、さらにその制御技術の開発を行うことを目標としています。

研究領域発足2年目の平成22年度研究提案募集に対して、74件の応募がありました。提案の内容は、ショウジョウバエ・ゼブラフィッシュなどのモデル動物を対象とした研究からヒト脳の高次機能の神経回路機構の研究まで、基礎・臨床神経科学の全分野にまたがるもので、昨年度にも増して、レベルの高い意欲的な提案が多数を占めました。

選考は研究総括が10名の領域アドバイザーの協力のもとに行いました。まず、書類選考では、各提案課題についてその課題内容に近い研究分野を専攻する領域アドバイザー3名ずつが査読を行い、さらに注目すべき提案課題については、第一次査読で抽出された問題点を踏まえて全員が査読し、それらの書面評価に基づき討議を行い、14件の面接選考対象課題を選定しました。次いで、面接選考を行い、最終的に6件の提案を採択しました。選考に当たっては、昨年度と同様に次の3点を重視しました。(1)神経回路の形成メカニズムまたは動作原理の解明を中核に据えた研究であり、学術性に秀でていること、(2)研究が独自の実験手法・技術の開発・新しい機能分子の発見のいずれかに基づいて行われること、(3)CREST研究として、神経回路研究にブレークスルーをもたらす革新的技術を創出し、将来的には、社会脳、健康脳、情報脳の3分野における開発研究の発展に寄与するポテンシャルをもつこと。

採択された6件は、感覚中枢からの情報を統合して行動制御に結びつける脳領域の同定と脳情報統合過程の解明、大脳皮質視覚野の機能的神経回路の構築原理の解明、ヒト言語機能を担う神経回路基盤の解明、海馬シナプスの形態形成及び機能制御の分子メカニズムの解明、可塑的神経回路におけるシグナル伝達の分子基盤の解明と制御技術の創出、中枢神経障害後の神経回路再編メカニズムの解明と機能回復のための分子標的薬の開発のそれぞれを目指すもので、いずれも上記の3つの基準に適合する優れたものでした。

提案の中には、独創性・学術性・研究実績等の点で採択した提案に匹敵するものの、神経回路の解析という観点での具体的な研究計画が不十分であることにより採択に至らなかったものがかなりの数ありました。次年度は、本研究領域が研究提案を公募する最終年度となりますが、本研究領域の趣旨に沿って、挑戦的な目標を掲げつつも現在の到達点から目標達成に至る道筋を明示した研究提案が多数寄せられることを期待します。