大学共同利用機関法人

自然科学研究機構

National Institutefor Physiological Sciences

NATIONAL INSTITUTE FOR PHYSIOLOGICAL SCIENCES

C o n t e n t s
02 生理学研究所の活動
03 ごあいさつ
04 生理学研究所の研究体制

生理学研究所 の 活動

05 研究部門紹介
12

VOICE.1

生理研で研究しています

13 センター部門紹介

生 理 学とは19 共同利用施設
20

VOICE.2

生理研で共同研究しています

生理学は生体の機能とそのメカニズムを解明する

21 若手育成
22

VOICE.3

学問です。
「 生体」
とは、人体を含めた全ての生物体を生理研で学んでいます

指し、
「 機能」
とは個体レベルにおける生体機能のみな23 産学連携
VOICE.4

らず、個々の構成体（分子、細胞、組織、器官）の機能

生理研とタッグを組んでいます

24 研究者コミュニティ

や、複数の個体が社会生活を営む上での、生態学的・

25 広報活動

心理学的現象を含めた機能をも意味します。つまり生

岡崎共通施設生理学研究所実験研究棟（明大寺地区）

理学とは、生体機能を分子、細胞、器官、個体の各レベルでのメカニズムを解明するとともに、それらをシステムとして統合的に取り扱う「統合生物学」
であるとも言えます。
ノーベル賞の領域名が “医学・生理学”と呼ばれるように、生理病態の解明

共同利用研究の促進

学は、医学を含めた全ての生命科学の基礎を与える、重要な学問です。

若手研究者
の育成

健や かな生 活
生体機能の解明

生理学研 究所 の
目指すもの
せ い

ことわり

生の理

世界トップレベル
の研究

生理学研究所の使命
1. 生理学研究のトップランナーとして生理学研究所は、生体を対象に、分子から細胞、組織、器官、システム、固体にわたる各レベルにおいて、世界トップレ
ベルの研究を推進するべく、日々研究を行っています。
また各レベルにおける研究成果を有機的に統合し、生体の働きを探求する学問、それが生理学です。

（機能）
と仕組み
（メカニズム）を解明することを第一の使命としています。

生理学は、
ヒトとは何か、命とは何かを探求する学問です。

2. 生理学研究の中核機関として

生理学研究所は、様々な最先端の研究機器と、これらの機器を用いた研究の場を、
全国の大学や研究機関に所属する研究者へ提供しています。

生理学研究所は、全国の国公私立大学をはじめとした、国内外の研究機関に対し、共同利用研究機関として、生理学研究所の最先端研究施設・設備・データベース・研究技術・会議施設などを広く提供することを、第二の使命としています。
また生理学研究所は、共同利用研究推進のため多彩な研究会やシンポジウムなどを開催し、国内外の研究者

全国の国公私立大学や研究機関と『共同利用研究』を進めることは、を繋ぐコミュニティの拠点として、その役割を果たしています。

生理学研究所の『大切な使命』のひとつです。

3. 研究者の育成機関として得られた成果をいち早く社会へ還元するため、生理学研究所の研究者をはじめ、全国の大学や研究機関に所属する様々なバックグラウンドを持つ研究者が一堂に会し、日々研究に取り組んでいます。

1

技術の開発
と活用

生理学研究所は、総合研究大学院大学の生命科学研究科・生理科学専攻を担当し、５年一貫制博士課程による学生の受け入れを行っています。
また他の研究機関に属する学生や研究者に対して、
トレーニングコースや各種講座、
シ
ンポジウムなどを開催することで、国内外の生理学研究を支える国際的な生理科学研究者の育成の一助となっています。世界の生理学研究を支える人材の育成は、生理学研究所の第三の使命と言えます。

2

生理学研究所の研究体制
自然科学研究機構
機

構

長

理

事

監

事

経
機
教

営
構
育

協
会
研

議
議
究

会
評

議

会

分子細胞生理研究領域

生体機能調節研究領域

基盤神経科学研究領域

生 理 学 研 究 所
研究所長

ごあいさつ
自然 科 学 研 究 機 構・生 理 学 研 究 所
所長 井 本 敬 二
Keiji IMOTO

づくる分子の研究です。それらの分子がどのように働い

運営会議

システム 脳 科 学 研 究 領 域

研究力強化戦略室ているか、さらにそれらが組み合わさりシステムとしてど研 究 連 携 センターのように機能するのか、詳細に調べていかなくてはなりません。そこで生理学研究所には、分子・細胞のレベル
からヒト個体のレベルに至る、全てのからだのしくみを

脳 機 能 計 測・支 援 セ ン タ ー

理解するという幅広い研究領域を支えるため、電子顕
微鏡、
レーザー顕微鏡、電気生理学的測定装置、脳磁場

自然科学研究機構 生理学研究所は，「ヒトのからだ，

計測器（MEG）、機能的磁気共鳴画像装置（fMRI）など

とりわけ脳の働きに関する最先端の研究を推進し、国内といった、世界最先端の測定装置が設置されています。

外の研究者と共同研究を行い、大学院生を含む若手研そして、大学共同利用機関としての役割を果たすため、究者の育成を行う研究機関」
です。

これらの計測機器の測定技術向上に努め、国内外の研近年の医学・生物学の進歩には眼を見張るものがあ3

行 動・代 謝 分 子 解 析 セ ン タ ー

情 報 処 理・発 信 セ ン タ ー

技術課

究者へ測定装置と計測技術を、幅広く供しています。

ります。いまやヒトの遺伝情報の基礎的データは解読さ

生理学研究所は、大学院生や若手研究者の育成に努れ、からだを構成する数多くの分子（部品・素材）とそれ力しています。生理学研究所には、分子・細胞を対象とす

岡崎共通研究施設

らの機能が明らかになってきています。しかし私たちのる研究者から、
ヒトの脳機能イメージングを行う研究者からだには、まだよく理解できていない不思議なしくみまで幅広い人材が揃っており、自由な雰囲気の中で教岡崎3機関が多くあります。例えば、何十年も休まず規則的に働き育が行われています。わが国では脳神経科学の専門教

続ける心臓や省エネルギーで動く身体などは、進化とい育を行う学部がないため、大学院生は理系・文系の区別う巧みの技が生み出した作品であり、現在の科学技術

なく、さまざまな分野から生理学研究所へと移ってきまで模倣できるものではありません。中でもとりわけ脳はす。生理学研究所という優れた環境で学んだ多くの者

不思議で満ちあふれています。例えば、繊細に指先を動が、知識と技術を兼ね備えた、本当の意味でのプロフェ

かし、物を見て素早く認識し、他人の顔をみて相手の感ッショナルな研究者へと育ち、国内外の研究機関・教育情まで把握し、様々な事を記憶し、言語を用いて考え、そ機関で活躍しています。

岡崎統合バイオサイエンスセンター
計算科学研究センター
動物実験センター
アイソトープ実験センター

国立天文台
核融合科学研究所
基礎生物学研究所
生理学研究所
分子科学研究所

神経機能素子研究部門
分子神経生理研究部門
生体膜研究部門
神経発達・再生機構研究部門
細胞構造研究部門
細胞生理研究部門
心循環シグナル研究部門
生殖・内分泌系発達機構研究部門
神経シグナル研究部門
大脳神経回路論研究部門
生体恒常性発達研究部門
視覚情報処理研究部門
感覚認知情報研究部門
認知行動発達機構研究部門
生体システム研究部門
統合生理研究部門
心理生理学研究部門
共同利用研究推進室
学術研究支援室
NBR事業推進室
流動連携研究室
国際連携研究室
形態情報解析室
多光子顕微鏡室
電子顕微鏡室生体機能情報解析室
機器研究試作室
ウイルスベクター開発室
遺伝子改変動物作製室
行動様式解析室
代謝生理解析室
アーカイブ室
医学生理学教育開発室
ネットワーク管理室
安全衛生管理室
※印
★印

※

★
★

※

※
※

客員研究部門／室岡崎統合バイオサイエンスセンターとの兼任
研究部門

バイオセンシング研究領域
生命時空間設計研究領域
生命動秩序形成研究領域
動物実験コーディネータ室

大 学 共同利用機 関 法 人とは、自然 科 学 研 究 機 構とは大学共同利用機関法人は、世界に誇る日本独自の『研究者間コミュニティによって運営される研究機関』であり、全国の研究者に共同利用・共同研究の場を提供する中核拠点として組織されました。全国から最先端の研究者が集
まり、未来の学問分野を切り開くべく、共に研究を行っています。自然科学研究機構は、生理学研究所・基礎生物学

して判断する。
これらのような、
ヒトをヒトたらしめている

からだや脳のしくみの研究は、現代の科学で最も関心

複雑な働きを、私たちはどのようなしくみを用いて行っ度の高い研究分野の一つであり、そこから得られる研究ているのでしょうか？ 生理学研究所は、
このような不思

成果は、ヒトの健やかな生活、疾病の理解や治療法の開議なからだのしくみを研究し、ヒトの理解を目指してい発に貢献すると期待されます。また、認識・思考といったる研究所です。

ヒトが古代から不思議と感じてきた疑問に，近い将来解生理学研究所は、『ヒトのからだの中でも、特に脳の働きを大学と共同で研究し未来を担う若手研究者の育成をし研究・分子科学研究所・国立天文台・核融合科学研究所の５つの研究機関で構成されています。

生 理 学 研 究 所とは生理学研究所は、からだの不思議を解き明かしていく

答を与えてくれるでしょう。皆さんも、生理学研究所のメている研究機関』です。
また、人体基礎生理学の研究・教育を目的とする日本に唯一の大学共同利用機関でもありまため、ミクロからマクロまで包括的にヒトを理解すること

ンバーとなって、新しい大発見につながる挑戦に参加しす。
ヒトを『考える葦』
としてヒトたらしめているのは、良く発達した脳です。生理学研究所は、
ヒトの中枢である脳を主を目標としています。最も小さい研究対象は、からだを形ませんか？

な研究対象とし現在さまざまな研究を展開しています。

4

研究部門紹介01

神経機能素子研究部門
久 保 義 弘 教授

03

Yoshihiro KUBO

深 田 正 紀 教授
Masaki FUKATA

イオンチャネル・受容体の動的構造機能連関と機能制御機構の解明

シナプス伝達の生理と病態を説明する基本原理の解明

神経機能素子研究部門では、イオンチャネル・受容体

生体膜研究部門では、脳高次機能の基本機能単位で等の膜機能タンパク質を対象として、機能発揮のメカニ

あるシナプス伝達を制御する分子機構、さらには脳病態

ズムの解明を目指し、構造と機能の連関に関する研究におけるその破綻機構の解明を目指しています。具体的や状況依存的な構造と機能の動的変化に関する研究をには、記憶の分子基盤をなすAMPA受容体の制御機構

共に興味を分かち合い、世界に情報発信したいと望む

進めています。
アフリカツメガエル卵母細胞やHEK293

について研究を展開しています。我々は２種類のAMPA

若者を募集しています。

細胞等の in vitro 発現系を用いることにより、観察対受容体制御分子（パルミトイル化脂質修飾酵素DHHC

象を混ざりものなく純化し、分子機能の生物物理学的とてんかん関連リガンド・受容体LGI1・ADAM22）を発解析を行っていることが特徴です。方法論としては、変異見し（図A）、独自の研究分野を築き

体作成等の分子生物学的手法、二電極膜電位固定やパ

つつあります。また、以下の最先端のッチクランプ等の電気生理学的手法、FRET測定や膜電手法を共有して多くの共同研究を展

位固定下蛍光測定、そして一分子イメージングによるサ駆使しています。

開しています。

解析

LGI1

B

ADAM22 DHHC2分子の同定を用いた酵素・基質ペアの同定

ABHD17
PSD-95

non-palmitoylated

池 中 一 裕 教授
Kazuhiro IKENAKA

500nm

１．グリア細胞の発生,機能,病態

3. 次元超微形態解析による髄鞘疾患研究

倍と多く,グリア細胞はグリアネットワーク（グリアアセン態制御が果たす役割を明らかにするため、研究を進めてブリ）を形成しています。グリアアセンブリと神経回路はいます。
また組織や細胞の微細構造を3次元的に解析す

互いの活性制御を通して脳機能を調節しています。我々

るSBF-SEMという機器を使った多くの共同研究も行っは,グリア細胞の発生に関わる分子機構の解明,グリアています。

髄鞘疾患においてグリア細胞の機能や細胞小器官の動細胞の機能的病態モデルマウスの解析,および髄鞘形成

古 瀬 幹 夫 教授

上皮のバリア機能と細胞間隙における受動輸送制御の分子基盤の解明
上皮は、バリアとして体を区画化しつつ選択的な物質輸送を行うことにより様々な器官の生理機能と恒常性に寄与しています。
本研究部門では、
このような上皮の基本的な役割を担う特徴的な細胞構造の分子基盤を解き明かそうとしています。具体的には、上皮細胞同士の隙間からの物質の漏れを制御する細胞間結合（閉塞結合）であるタイトジャンクションとその関連構造に着目し、分子構築、形や慢性脱髄巣における再髄鞘化に関わる分子機構の解成機構、生理機能、動的なふるまいを調べています。

明などに取り組んでいます。

私たちの研究の特徴は、独自に同定した閉塞結合の２．神経系の糖蛋白質糖鎖

構成分子や制御分子の性状を解析することにあります。

我々は微量試料から糖蛋白質糖鎖構造を解析する技

凍結割断レプリカ法によるマウス小腸上皮細胞のトリセルラータイトジャンクションの電子顕微鏡写真（左）と私たちの研究に基づくその分子構築モデル（右）。

これら分子の機能について分子生物学、生理学、免疫電術を開発してきました。現在,脳において発達段階と共に

子顕微鏡法や凍結割断電子顕微鏡法を含む形態学の発現してくるシアル酸化糖鎖の機能解明,末梢神経系髄

手法を組み合わせ、培養上皮細胞とモデル生物を用い鞘に発現する硫酸化糖鎖の機能解明,およびヒト脳脊髄液中のＮ型糖鎖の精神神経疾患診断への応用などに取細胞構造研究部門
Mikio FURUSE

グリア細胞の発生・機能・病態の解明と、神経系の糖蛋白連鎖の機能・病態の解明
ヒトの脳では神経細胞に対してグリア細胞数が約101μm

超解像STED顕微鏡によるシナプスナノドメインの可視化
PSD-95を共焦点顕微鏡（赤）とSTED顕微鏡（緑）で可視化

３）超解像STED顕微鏡を用いたシ

04

palmitoylated PSD-95

Dendritc spine

割を知ることを目的とした遺伝子改変マウスを用いた研分子神経生理研究部門

PSD-95

palmitoylatedPSD１）脳内蛋白質複合体の精製と構成
２）パルミトイル化酵素ライブラリー

り組んでいます。

AMPA
receptor

４）LGI1変異体に着目した病態モデルマウスを用いた

nanodomain

また、オーファン代謝型受容体の脳における機能的役

02

A

ナプス観察（図B）

研究部門

研究部門

ブユニットカウント等の光生理学的手法を組みあわせて

図：ツメガエル卵母細胞を用いた、膜電位固定下での蛍光強度測定による、K + チャネ
ルの電流と構造変化の同時解析究も進めています。

5

生体膜研究部門

図：脳に分布するグリア細胞。グリア細胞は巨大グリアネットワークを形成し,神経回路と密接に連絡を取り合う。

て研究を進めています。

6

研究部門紹介05

07

細胞生理研究部門
富 永 真 琴 教授
Makoto TOMINAGA

生殖・内分泌系発達機構研究部門
箕 越 靖 彦 教授
Yasuhiko MINOKOSHI

温度受容チャネルの機能特性の解明

摂食と消費からなる生体エネルギーバランス制御機構の解明と、その破綻からくる病態の解明

私達は様々な温度を感じて生きていますが、
どうよう

枢神経系等で体温近傍の温度を感知して、皮膚での温な機構で温度受容がなされているかはほとんどわかって

度受容、皮膚のバリア機能の制御、膀胱や消化管での機いませんでした。
カプサイシン受容体TRPV1は初めて分

械伸展刺激の感知、味覚の温度依存性、インスリン分

子実体が明らかになった温度受容体であり、現在までに

泌、免疫細胞の機能制御、神経活動コントロールなどのTRPイオンチャネルスーパーファミリーに属する11の温様々な生理機能に関わることが明らかになっています。

度受容体が知られています。
これら温度感受性TRPチャ

私たちの身体の中のダイナミックな温度変化に曝露さネルは感覚神経で痛み刺激を感知するのみならず、感覚れることのない様々な細胞も周囲の温度を感じながら神経以外の皮膚を含む上皮細胞、味細胞、膵臓、中

生存しているのです。

ヒトをはじめとする動物生体は，内的ならびに外的環する働きを営んでいます。

境の変化に即応しながらも体内の内部環境をできるだけ本研究部門では，ホメオスタシスの中でも，特に，摂食一定に保とうとする機構を備えており，広くホメオスタシ

行動とエネルギー消費機構からなる生体のエネルギーバ

ス（恒常性維持機構）として知られています。
とりわけ視床ランスに注目し，視床下部が生体のエネルギーバランスに下部は，
ホメオスタシスの調節系である自律神経系，内分

対してどのような調節作用を営むかを明らかにすると共泌系，免疫系をとりまとめる高位中枢として，個体の生命に，その破綻が肥満や糖尿病の発症とどう関わるかを，解保持ならびに系統維持のための基本的な諸活動を調整

明することを目指しています。

Hypothalamus
温度受容体（センサー）TRPチャネル
ミント

トウガラシ

熱い
図：レプチンによる視床下部を介したグルコース代謝調節作用。

TRPA1 TRPM8
メントール受容体

TRPC5

06

TRPV3 TRPM4
TRPV4 TRPM5
TRPM2

レプチンは，視床下部腹内側核（VMH）
ニューロンを介して弓状核（ARC）POMC ニューロンを活性化する。
その結果，VMH及び室傍核（PVH）
ニューロンに発現するメラノコ
ルチン受容体（MCR）の活性を高める。VMH の MCR は褐色脂肪組織（BAT），心臓，骨格筋のグルコース取り込みを促進する。
これに対して，PVH の MCR は BAT のグルコー
ス取り込みを選択的に促進する。

TRPV1 TRPV2
カプサイシン受容体

TRPM3

心循環シグナル研究部門
西 田 基 宏 教授
Motohiro NISHIDA

多階層心血管計測技術を用いた高次生命機能の理解とその医療応用を目指す

08

大脳神経回路論研究部門
川 口 泰 雄 教授
Yasuo KAWAGUCHI

大脳皮質のニューロン構成と機能的結合則の解明

全身の血液循環機能は主に心臓・骨格筋・血管によっ新皮質が多様な形をした神経細胞からできていることて規定されており、これら筋組織は横紋筋（心筋と骨格は知られていたものの、その構造の包括的な理解にはほ筋）と平滑筋から成り立っています。私たちの部門では、

ど遠い状況が続いてきました。私たちは皮質抑制性細胞

筋細胞が様々な環境ストレス（主に力学的負荷）に対しの中に、
パルブアルブミンという蛋白質を特異的に発現すて適応または適応できず筋不全に陥る仕組みを、個体るFSバスケット細胞というタイプを初めて同定しました。

から臓器・組織・細胞・分子までの多階層心血管計測技

これを契機に、形態・生理・分子的性質を調べることで抑術を用いて総合的に理解し、実用化（創薬）につなげる

制性細胞の構成や、シナプス構造を明らかにしました。そことを目指しています。また、損傷を受けた筋組織が再の知見は抑制性細胞の回路解析ばかりでなく、発生機構

生・修復する機構についても研究しており、難治性疾患

や機能を調べる研究の大きな原動力になりました。私た克服に向けた新たな治療戦略の開発を目指しています。

ちは現在これに加えて、多様な部位に投射する錐体細胞

さらに、運動機能と心血管機能の非侵襲的計測技術をの構成・結合解析にも力を入れています。皮質局所回路構組み合わせることで、多臓器連関による心循環恒常性成を確立した上で、多様な興奮・抑制性細胞の相互作用維持機構の解明を目指した包括的な研究にも取り組ん

や、結合選択性と発生機構との関連性を解明したいと思でいます。

っています。現在行っている皮質回路解析による知見がこうした研究を推進するため、当部門では図に示すような計測技術・装置を整備しています。

7

研究部門

研究部門

温かい

冷たい

将来、皮質機能理解だけでなく、精神疾患における細胞・
回路機能変化の同定にも役立つことを期待しています。

前頭皮質のGABA細胞と第５層錐体細胞の基本的サブタイプと結合様式
GABA細胞に発現する分子： AAc, alpha-actinin-2; CCK, cholecystokinin; CR,calretinin; NPY neuropeptide Y; PV, parvalbumin; SOM, somatostatin; VVA,
binding with Vicia villosa. 錐体細胞の投射グループ: CCS, crossed-corticostriatal cell; COM, commissural cell; CPn, corticopontine cell; CTh, corticothalamic cell; CSp, corticospinal cell.

8

研究部門紹介0911

生体恒常性発達研究部門
鍋 倉 淳 一 教授
Junichi NABEKURA

磯 田 昌 岐 教授
Masaki ISODA

発達や脳障害回復期の脳神経回路の再編成とその制御メカニズムの解明
生体恒常性発達研究部門では、脳の中の神経細胞、

認知行動発達機構研究部門

社会的認知機能と盲視のシステム的理解を調べ、その生理的な役割を明らかにし、生体の恒常性

神経科学の分野では、社会的認知機能の脳内メカニズ

グリア細胞の生理的な役割を明らかにするために２光を維持する生理的機能の破綻という観点から病気を捉ムを明らかにするいわゆるソーシャル・ニューロサイエン

子顕微鏡を用いて、生きたままの動物の脳内を可視化えます。
アストロサイトや脳免疫細胞であるミクログリア

スが急速な進展を遂げています。高度に発達したヒトのする研究を行っております。脳の中を生きたまま自然なが神経細胞のシナプスの形成・除去や神経細胞活動を

社会的なこころを理解するにはヒトを直接対象とする研状 態で観 察することで、神 経 細 胞・グリア細 胞が発 達制御することや、その破たんによる病態について検討し究が欠かせませんが、同時に実験動物、特に霊長類動物

期、成熟期や学習獲得にどのように活動し、変化するかます。

を用いた研究も社会的認知機能をシステムレベルで解き明かす上でとても重要です。私たちは社会的認知機能の生きた動物の脳内におけるグリア細胞によるマウス大脳皮質
錐体細胞
ネットワークミクログリア

神経回路再編成の研究
2光子レーザー顕微鏡（対物レンズ）ージングを行います。
これらに加え、盲視の脳内メカニズ

神経細胞
の突起

ムにも興味をもっています。盲視とは一次視覚野の損傷
後に視覚的意識が喪失するにもかかわらず、障害視野の指標に対して行動できる現象のことをいいます。盲視の仕

頭蓋骨
ミクログリア
脳

発達期、病態時にグリアがシナプ
ス形成・除去により神経回路をどのように調節するかを調べる。

組みを明らかにするため一次視覚野を損傷した動物を作出し、心理物理実験、電気生理実験、脳機能イメージング

神経細胞

10

行う動物に対して行動実験、電気生理実験、脳機能イメ

研究部門

研究部門

マウス

対物レンズ

システム的理解を目指し、さまざまな社会的行動課題をを行います。

12

視覚情報処理研究部門
吉 村 由 美 子 教授
Yumiko YOSHIMURA

視覚情報処理研究部門では、ラットやマウスの大脳Pa皮質を対象として、
１）特異的な神経結合による微小神

発達期の視覚入力がシナプス可塑性と視覚反応可塑性に及ぼす影響、
４）視覚誘発性の行動課題を担う神経活動の解析を行っています。スパイク活動の多点記録や２

Pb

Pa

L2/3

Pb

L4

L5

光子顕微鏡を用いるCaイメージングによる皮質細胞の視覚反応の解析、スライス標本にケージドグルタミン酸や光遺伝学よる神経細胞の局所刺激法とホールセル記録法を適用した神経回路の機能解析、
ウイルストレーサ

100 µm
0

100

200

300 pA

篤 教授

随意運動の脳内メカニズムとその病態生理

Number of events

胞系譜に依存した神経結合特異性と視覚反応特性、
３）

南部

Atsushi NAMBU

大脳皮質の視覚情報処理メカニズムと、経験依存的調節の仕組みの解明

経回路網の形成メカニズムとその機能、
２）発生期の細生体システム研究部門

30
20
10
0
-100 0100
Time (ms)大脳皮質運動野，大脳基底核，小脳が協調して働くこ

１）
運動関連領域の線維連絡やその様式を調べます。

とにより，随意運動を遂行している脳内メカニズムや，
こ

２）
運動課題を遂行中の動物から神経活動を記録し、脳

れらの脳領域が障害された際に症状が発現する病態生がどのように随意運動を制御しているのかを明らかに

理を明らかにし，さらにはこのような運動障害の治療法

します。薬物注入による経路の一時的ブロックやチャを開発することを目指して，
げっ歯類，霊長類（マーモセッ

ネルロドプシンなどの光遺伝学の手法も併用します。

ト，マカクサル）
を用いて，以下の研究を遂行しています。

３）
パーキンソン病やジストニアなどの疾患モデル動物から神経活動の記録を行い、症状が発現するメカニズ
ムを明らかにします。
また異常な神経活動を抑制することによって治療が可能か検討します。
4）
その他、モデル動物の神経生理学的解析を行うこと
により、病態生理を解明します。

による神経結合の形態学的解析等を組み合わせて、脳機能と神経回路を対応づけて研究を実施しています。それらの研究により、大脳皮質の情報処理メカニズムやその経験依存的調節のしくみを神経回路レベルで解明したいと考えています。

9

線条体投射細胞にチャネルロドプシン２（C128S）
を発現させたマウス。共発現している
黄色蛍光タンパク質が線条体（Str）とその投射先である淡蒼球外節（GPe）
・内節（GPi）、黒質網様部（SNr）に観察されます。
これらの部位に光照射することにより、
チャネ
ルロドプシン２が発現している神経細胞を特異的に刺激することができます。

10

研究部門紹介13

統合生理研究部門

生体機能情報解析室 准教授

近添淳一

柿 木 隆 介 教授
Ryusuke KAKIGI

Junichi CHIKAZOE

私は、病院などで用いられるMRI

ヒトの感覚認知メカニズムと高次脳機能の解明と治療への応用を目指す
ヒトを対象とし，非侵襲的に脳波と脳磁図を用いて脳ELEKTA-Neuromag社
製 3 0 6チャンネル脳 磁 場
計測装置

機能の解明を行い、共同利用に供しています。最近は，
機能的MRI，経頭蓋的磁気刺激(TMS)，近赤外線分光
法(NIRS)を用いた研究も行っており、各種神経イメー
ジング手法の長所と短所を良く理解したうえで，多くの大学や研究施設と共同研究を行っています。近年は、痛覚認知、痒み認知、顔認知、耳鼻科的疾患への臨床応用（耳鳴り、難聴等）を中心に研究を行っています。世界に先駆けて新たな刺激法を開発することを主目標としています。例えば、侵害刺激には、表皮内電気刺激法（特許が集まり、議論を交わす自由な雰囲気があります。他研という機械を使って脳活動を計測す

究室の先生方のお話を聞いて直に質問をさせていただ

ることにより、脳領域と脳機能の関連を調べる研究をしけるのは、研究の視野を広げるうえで、大きなメリットでています。
この機能的MRIという研究手法は、生きていあると思います。さらに、生理研では、国内外を問わず、る人間を対象に、危害を与えることなく安全に脳機能の様々な研究者と共同で研究ができる手法として確立された手法です。私は特にシンポジウムや研究会

価値判断のメカニズムに興味を持っており、視覚刺激やを定期的に行っている

味覚刺激を使って、これらの価値が脳内でどのように表ため 、知 識 やネットワ

現されるかを調べています。生理研では最新のMRIシス

ークが自然に広がってテムと、様々な刺激提示システムが備えられており、機能いきます。
このような素的MRI研究を行うには理想的な環境です。
また、研究所

晴らしい 環 境で、日々全体で見た場合には、
ミクロ（神経細胞の反応）からマク

楽しく研究に打ち込んロ（個体の反応）まで、様々なレベルで実験を行う研究者でいます。

を取得し日本光電より発売中）、痒み刺激には、電気刺研究部門

激による痒み発生装置を開発しました。世界的にも高い

細胞生理研究部門 特任助教

注目を集めています。

高山靖規

Yasunori TAKAYAMA

私は 生 理 学 研 究 所・基 礎 生 物 学

14

ると思います。

研究所・分子科学研究所の３機関が所 属 研 究 室では 企共同利用している岡崎統合バイオサイエンスセンター業との連携も多く行わ

心理生理学研究部門に所属しています。私の研究は、イオンチャネル同士のれています。単に企 業

相互作用を介して起こるイオン動態を包括的に解析しの 研 究 者 が 機 器 を共

定 藤 規 弘 教授て、その生理的意義を探るというものですが、最近はこ同利用しに来るのではのイオン動態を薬理学的に制御するために化合物とイなく、互いに意 見 交 換Norihiro SADATO

ヒトの高次脳機能の動的かつ大局的な解明
認知，記憶，思考，行動，情動，感性などに関連する脳

現在，個人間の社会的相互作用のメカニズムの解明

活動を中心に，ヒトを対象とした実験的研究を推進してへ向けて、2個体同時計測（３Tesla)MRIと超高磁場います。脳神経活動に伴う局所的な循環やエネルギー（７Tesla）MRIを有機的に組み合わせることを計画中

代謝の変化をとらえる脳機能イメーシングと，時間分解です。

能にすぐれた電気生理学的手法を統合的にもちいるこ

オンチャネルの結合メカニズムについても研究していまをする機会が多くありす。私が行っているのは電気生理学的な機能解析が主ます。このような 公 民

なので、結合シミュレーションなどができるわけではあ

協同は、昨今の社会的理想を実現するための一助になりません。しかし、ある程 度の作用 部 位を特 定できれると考えられます。また、岡崎では様々な国の方々が研ば、他の研究所と協力して化合物とイオンチャネルの物究に参加しているため国際性が豊かです。
これは、特に理的な相互関係を再現できる環境にあります。
このよう日本の大学院生や研究者にとって大切な環境であるとに、研究室間だけでなく研究所間の垣根が低く、共同研思います。

究を積極的に行える環境は基礎研究の発展に適していとにより，高次脳機能を動的かつ大局的に理解することを目指しています。機能局在と機能連関のダイナミックな変化を画像化することにより，感 覚 脱失に伴う神経活動の変化や発達および学習による新たな機能の 獲 得 ，さらには 社
会 能力の発 達 過 程など，高 次 脳 機 能の可塑性に迫ります。

11

図：金銭報酬と社会的報酬による基底核の活動
報酬は全ての生物の行動決定に影響を及ぼす要因である。
ヒトにおいては食べ物な
どの基本的報酬の他に，他者からの良い評判・評価というような「社会的報酬」が行動決定に大きな影響を持つということが，社会心理学などの分野の研究から知られている。
しかし，今までそのような社会的報酬が，その他の報酬（例えば，食べ物，お金）と同じ脳部位で処理されているのかはわかっていなかった。
この研究では，他者からの良い評価を社会的報酬として与えた場合は，金銭報酬を与えた時と同じ報酬系の脳部位が，同じ活動パタンを示すということを見出した。他者からの評判・評価という社会的報酬が，普段の我々の社会的行動に大きな影響を持つことを考えると，
この知見は複雑なヒトの社会的行動に対して神経科学的説明を加えるための重要な最初の一歩であると考えられる。

V O I C E －1

生理研で研究しています12センター 部 門 紹 介

0102

研究連携センター
センター長

久 保 義 弘 教授

脳機能計測・支援センター
センター長

定 藤 規 弘 教授

Yoshihiro KUBO

Norihiro SADATO

2016年4月、共同利用研究の推進や新規プラットフォームによるイメージング技術支援、実験用サルの供給、国内外の流動的研究推進など、他大学や他研究機関に所属する研究者を包括的に支えるため、研究連携センターが設立

脳機能計測・支援センターには、形態情報解析室、生体機能情報解析室、多光子顕微鏡室、電子顕微鏡室、研究機器試作室が属します。
この中から３つの研究室を紹介します。

されました。当センターは、①共同利用研究推進室 ②学術研究支援室 ③National Bio-Resource（NBR）事業推進室 ④流動連携研究室 ⑤国際連携研究室の5室から構成されます。

1）形態情報解析室では、ユニークな最先端の電子顕微鏡（電顕）機器（医学生物学専用超高圧電子顕微鏡、位相差クライオ電子顕微鏡、連続ブロック表面走査型電子顕微鏡）を用いて、単粒子解析，
トモグラフィー解析，結晶解析等を行い，膜タンパク質，タンパク質分子複合体、ウイルス，細菌，ミトコンドリアおよびなどの細胞内小器
官、神経細胞などの高分解能三次元構造解析を行っています。また，合わせて構造解析のための画像解析、特

学術研究
支援室

生理学研究所は皆さまの研究を包括的にサポートします電顕トモグラフィーと単粒子解
析で明らかになった20Sプロテ
アソーム活性化因子の非対称な結合様式（Kumoi et al. PLOS
ONE 8:e60294, 2013）。
スケール10 nm。

定 画 像 抽出、三 次 元 再 構 成 法 等の研 究も行っています。いずれの電顕も共同利用研究に供し、多数の研究者を受け入れています。
2）多光子顕微鏡室では世界トップクラス性能の２光子顕微鏡と２光子蛍光寿命イ
メージング顕微鏡を所持しており、これらのシステムを用いた脳研究に興味のある

流動連携
研究室

National Bio-Resourceす。現在までに、生きた個体マウス脳のin vivoイメージングや、神経シナプス内で起こるシグナル伝達のイメージングや光操作を行うことで，動物が記憶を保持する仕組みなど、生命活動に欠くことのできない生理機能をイメージング･操作することで明らかにしつつあります。

日本の
生理学研究

センター 部 門

センター 部 門

NBR
事業推進室

学生を広く受け入れると同時に、共同利用研究の受け入れも積極的に行っていま

2光子蛍光寿命顕微鏡によるシナプス内分子反応イメージング

3）生体機能情報解析室では、高磁場MRI（３テスラおよび７テスラ）の共同利用によるヒト並びにサルを対象とする脳機能計測を支援するとともに、脳の構造機能連関研究を進めることを目的としています。MRI装置の基 礎 研 究・機 器 開 発から臨 床 画 像 研 究に至る共同研究を推進しつつ、測定方法、解析手法、応用の範囲、安

国際連携
研究室
Prof.
Denis Le Behan（NeuroSpin, France）

13

共同利用
研究推進室

全性の検証などの面で基盤技術を整備します。脳の構造機能連関を研究するにあたり、生成される大量の画像データを統計数理学的に取り扱う手法を開発するとともに、高磁場MRIを研究に駆使できる人材を養成します。

７テスラMRIを用いて、従来は困難であった 1x1x1 mm分解能の脳機能画像を収集し、指の体性感覚マップを個人レベルで作成

14

センター 部 門 紹 介

03

行動・代謝分子解析センター
センター長

04

岡崎統合バイオサイエンスセンター

池 中 一 裕 教授
Kazuhiro IKENAKA

岡崎統合バイオサイエンスセンターは2000年に岡崎３機関の共通研究施設として設立されて以来、新たなバイオ

ウイルスベクター開発室

ウイルスベクターは、齧歯類から霊長類にいたるまで広範なモデル動物にサイエンス分野の開拓を目的として、研究を展開してきました。生命という複雑な階層構造を持つ対象に対しては、階適用可能な優れた遺伝子導入ツールです。ウイルスベクター開発室は、ベク層を超えたさまざまな視点からの統合的なアプローチによる研究方法の確立と展開が求められている状況を受け、ターコアとしての役割を担っており、他研究室からの要望に応じてアデノ随伴

2013年には、
このような学問的要請に答えるために、
これまでの研究領域を発展的に改組し、新たに「バイオセンシウイルスベクターやレンチウイルスベクターの提供を行い、共同研究を推進しング研究領域」「 生命時空間設計研究領域」「 生命動秩序形成研究領域」を設立しました。各研究領域では、主に下ています。
これまでに国内外の多くの研究室にウイルスベクターの提供を行っ記のような研究を実施します。

ており、現在、脳研究分野を中心とした複数の共同研究が進行中です。高品「バイオセンシング研究領域」では、分子から個体までのセンシング機構を駆使して生存している生物の生命シス

質なウイルスベクターを大量に調整する技術を持つ研究室は国内でも限ら

テムのダイナミズムの解明に迫るために、環境情報の感知に関わるバイオセンシング機構研究を推進します。分子、れており、今後、
ウイルスベクターの提供による共同研究をさらに精力的に進細胞や個体が環境情報を感知する機構は様々であり、異なる細胞種や生物種におけるバイオセンシング機構の普遍めて行く予定です。

性と相違性を明らかにするとともにセンスされた環境情報の統合機構も明らかにします。そのために、バイオセンサ
ーの構造解析やモデリング解析、進化解析も含めた多層的なアプローチを実施します。
「生命時空間設計研究領域」
では、生命現象の諸階層における時間と空間の規定と制御に関わる仕組みを統合的

遺伝子改変動物作製室

遺伝子改変動物作製室では、マウスやラットの前核に理解することを目指します。短時間で起きる分子レベルの反応から生物の進化までの多様な時間スケールの中で期受精卵に外来遺伝子を注入することでトランスジェ

起きる生命現象や、分子集合体から組織・個体に至る多様な空間スケールでの大きさや空間配置の規定や制御に関わる仕組みを研究します。そのために、分子遺伝学、オミックスによる網羅的解析、光学・電子顕微鏡技術を活用したの人工ヌクレアーゼ（ZFNおよびTALEN）やRNA誘導

イメージング、画像解析を含む定量的計測、などによる研究を展開し、さらに数理・情報生物学を駆使した統合的ア型ヌクレアーゼ（CRISPR/Cas9システム）を利用してプローチを実施します。

ノックアウト/ノックイン（KO/KI）動物を作製したりし「生命動秩序形成研究領域」
では、生命体を構成する多数の素子（個体を構成する細胞、あるいは細胞を構成するています。さらに、胚 性（ E S ）幹 細 胞や人 工 多 能 性 幹分子）がダイナミックな離合集散を通じて柔軟かつロバストな高次秩序系を創発する仕組みを理解することを目指（iPS）細胞を樹立して再生医療研究を展開するとともします。そのために、生命システムの動秩序形成におけるミクロ-マクロ相関の探査を可能とする物理化学的計測手に、体細胞核移植によるクローン動物の作製にも挑戦しています。

センター 部門

センター 部門

ニック（Tg）動物を作製したり、最新ゲノム編集ツール法の開発を推進するとともに、得られるデータをもとに多階層的な生命情報学・定量生物学・数理生物研究を展開
Rosa26-tdTomato遺伝子を導入したES細胞由来のノックインラット産仔。

し、さらに超分子科学・合成生物学を統合したアプローチを実施します。

代謝生理解析室

代謝生理解析室では，遺伝子改変動物及び様々な病態生理学的状況における実験動物の代謝，神経活動を，invivo において解析し，標的遺伝子，
タンパク質の機能を明らかにすることを目的としています。同室では，遺伝子改変
動物作製室あるいは各研究者が作成，保有する遺伝子改変動物などを用いて以下の項目を計測します。
１）運動系を中心とした覚醒下での単一ニューロン活動などの神経活動の計測
２）
自由行動下における脳内特定部位での神経伝達物質の分泌計測
３）フラビン及びヘモグロビン由来の内因性シグナルを利用した脳領域活動と膜電位感受性色素を用いた回路活動のイメージング
４）
自由行動下における摂食，エネルギー消費の計測
５）
自由行動下における体温，脈拍数，血圧の計測
同業務は，計画共同研究「マウス・ラットの代謝生理機能解析」
として平成2011年度より公募を開始しました。当
面，マウスを中心に解析を行います。

15

16

センター 部 門 紹 介

05

06

動物実験センターセンター長

計算科学研究センター

箕 越 靖 彦 教授
Yasuhiko MINOKOSHI

実験動物は、人間が健康に生きていくために、生命現象の解明や医療技術の開発等の動物実験の場に貢献して計算科学研究センターは、我が国唯一の分子科学計算のための共同利用基盤センターとしての経験を活かし、分もらうなどして、
ライフサイエンス研究を支えてくれています。そこでは、再現性に優れた精度の高い動物実験を行う

子科学計算に加えて分子科学―生物の境界領域に展開を図る岡崎共通研究施設です。岡崎３研究所はもちろん、国ために、遺伝要因と環境要因をコントロールした適正な実験動物を用いて、さらにはReﬁnement、Replacement

内の分子科学研究者、バイオサイエンス研究者に対して大学等では処理が困難な大規模な計算 処理環境を提供す

およびReductionなどの倫理面にも配慮して適切な動物実験を実施しています。

る共同利用施設としての基盤強化を目指しています。

動物実験センターは、統合バイオサイエンスセンターの発足に伴って、分子科学、基礎生物学及び生理学における●通称名

基礎研究に必要な実験動物の飼育管理と動物実験を行うために、機構共通の研究施設として設置されました。施設●システム名●型番等

は明大寺地区と山手地区にそれぞれ設置され、合計の床面積が約７千平方メートの規模を誇る我が国でもトップク●演算性能等スパコン
超高速分子シミュレータ
Fujitsu PRIMERGY RX300S7
126.9TFlops、5472コア、342ノード、43.7TBメモリ

ラスの存在です。陸生動物室と水生動物室から成り、
マウス・ラット（写真）やサルなどの哺乳類からアフリカツメガエ
ル・メダカ・ゼブラフィッシュ（写真）などの陸生動物と水生動物を飼育し、これらの実験動物を動物実験に供してい

●通称名

ます。

汎用コン

●システム名動物実験センターの機能としては、機構内のみならず国内・外における実験動物を用いた生命科学研究の支援と高性能分子シミュレータ●型番等

共同利用を行うために、さらに実験動物に対する倫理面での配慮や関連する規制遵守も踏まえた上で、
１）
マウスを

Fujitsu PRIMERGY CX2550●演算性能等

はじめとする各種実験動物の適切な飼育管理、
２）遺伝子改変マウスの胚移植と凍結保存、
３）動物実験に関わる研302.8TFlops、7280コア、
260ノード、33.2TBメモリ

究、教育、啓発、情報提供並びに技術指導などを実施しています。
これらの機能を確実に果たすために、温度・湿度等の環境要因を一年中均一にコントロールした飼育室の設置、微生物学的品質管理に優れたマイクロアイソレーショ
ンケージやサルの飼育に適した特殊ケージなどの高度な飼育機材の配置、及び大型高圧蒸気滅菌装置、血液生化
域、小動物・大動物用特殊手術室、さらに我が国の拠点の一つとして機能しているニホンザル飼育区域などが設置されています。
このように動物実験センターは近代的な設備で建設されており、再現性に優れた精度の高い動物実験を行うことが可能な施設であることから、ここを利用して得られた研究成果は世界に通用するものといえます。

07

センター 部門

センター 部門

学的検査機器などの機器類の設備、一般実験から感染実験や遺伝子組換え実験などの特殊実験用の動物飼育区

アイソトープ実験センター

水生動物飼育室
水槽

機構における岡崎三機関の研究基盤強化を図るため、非密封アイソトープ使用施設の管理・運営をアイソトープ
実験センターに集約しています。岡崎三機関の研究者および共同利用研究者のアイソトープ使用者に対して適正な使用と廃棄の指導を行い、使用の効率化と安全の徹底を図っています。
【放射線管理区域内のRI 実験室】

非密封のアイソトープによる汚染を防止するため、実験着・手袋を着用し、放射線の遮へいのため遮へ
い板・遮へい容器を使用して実験を行っています。室内の空気及び排気・排水をモニタリングしています。

【放射線総合システム】
IVCシステム17

入退室管理、放射性同位元素の取扱管理、放射線モニタリングを行っています。

18

あらゆる分野で常に世界を牽引する生理学研究所

共同利用施設大学共同利用機関である生理学研究所は、全国の大学や国・公立研究所などの研究機関の研究者と共同して、様々な共同研究（一般共同研究や計画共同研究）ならびに各種大型設備を用いた共同利用実験を行っています。生理学研究所の共同利用のもう１
つの重要な柱は生理研研究会です。通常の学会とは異なり、講演を主体として発表と質疑応答に充分な時間を充てており、少人数であるため、非常に具体的で熱心な討論が行われています。
この他に、国際的な共同研究や国際シンポジウム・国際研究集会の開催も活発に行っています。

共同利用実験機器

連続ブロック表面走査型電子顕微鏡（SBF-SEM）

生理学研究所は，全国の国公私立大学をはじめとする他研

供与しています。

連続ブロック表面走査型電子顕微鏡（SBF-SEM）
は，2012年度より新しく導入された先端三次元ナノイ
メージング装置です．現在、高解像度型と広視野型の2機種が稼働しています。SBF-SEMは，樹脂包埋された試料をダイヤモンドナイフで薄く削りながら，そのブロック表面に現れる構造を走査型電子顕微鏡（SEM）
により連続的に記録し，試料の三次元構造を再構築します。脳組織のような比較的大きな試料の三次元構造
を，
ナノメートルの解像度で可視化することができます。

超高圧電子顕微鏡（HVEM）

マウス・ラットの代謝生理機能解析装置

医学生物学専用に開発された超高圧電子顕微鏡（Hitachi H-1250M）
で、通常
加速電圧1,000 kV で使用しており，厚さ約5μmまでの試料を観察することができます。試料室近くは常に7×10-6Pa以上の真空に保たれていて，1,000倍から100万倍までのクリアーな拡大像を得ることができます。
また，サイドエントリー試
料傾斜ステージを用いて±60度の範囲で傾斜して観察することができるので，光学顕微鏡では観察不可能な超微細構造の三次元情報を得ることができます。

マウス・ラットの代謝生理機能に関わる以下の項目を計測します。①運動系を中心とした，覚醒下での単一ニューロン活動など神経活動の計測，②自由行動下における脳内特定部位での神経伝達物質の分泌計測，③フラビン
およびヘモグロビン由来の内因性シグナルを利用した脳領域
活動と膜電位感受性色素を用いた回路活動のイメージング，④自由行動下における摂食行動，エネルギー消費の計測，⑤
自由行動下における体温，脈拍数，血圧の計測。⑥摘出灌流
心臓または麻酔マウスを用いた心機能，循環血流量の測定。

究機関との各組織の枠を越えての共同利用研究を推進することを使命としています。そのため，大型機器や最先端計測機器，
高度技術を必要とする計測システム，および４次元イメージン
グのための先端機器の開発・維持・管理をおこない共同利用に

低温位相差電子顕微鏡

脳磁場（脳磁図）計測装置

低温位相差電子顕微鏡は，無染色の氷包埋生物
試料を高分解能で観察することができます。装置には凍結試料を液体窒素温度で観察できる低温試料ホルダーに加え，無染色試料を可視化する位相板
システム，
ノイズ源となる非弾性散乱電子を除去す
るエネルギーフィルター，4k×4kサイズの冷却型
CCDカメラが搭載されています。200nmまでの厚い凍結生物試料を高分解能・高コントラストで観察でき，蛋白質，ウィルス，バクテリア，培養細胞，組織切片などの生物試料を生（なま）に近い状態で構造解析することができます。

ミリ秒（msec）単位の高い時間分解能と，mm単位の高い
空間分解能を兼ね備えた機器です。特に，事象関連脳磁図を解析することにより，各種刺激後，早期（0.3秒以内）の脳活動の時間的，空間的活動の解析に有用です。
また，脳活動の周波数分析が可能であり，ある条件下での，脳の各部位での δ波，θ波，α波，β波，γ波の活動の変化を解析することが可能です。
これはBrain waveとも称されています。

多光子励起顕微鏡
多光子励起法は，超短（フェムト秒）
パルスレーザーを対物レンズ焦点面で集光させることで高光子密度のピンポイント領域を作りだし，それによって蛍光分子を励起し，神経細胞などのイメージングを行うことができる最新の方法です。従来の１光子励起法と比較し，長波長の励起光を利用するため，脳組織などの深部到達性に優れており，さらに組織侵襲性が少ないのが特徴です。現在，正立型2光子顕微鏡を用
いて，神経細胞・グリア細胞などの活動・動態の生体内観察や，各種光感受性物質の活 性 化 制 御を行うことができます。また、2光子蛍光寿命
イメージング顕微鏡を用いたFRETイメージング等もおこなっています。

19

主な設備
質量分析を用いた小動物用エネルギー代謝及び行動量同時測定装置（アルコ社），
マイクロダイアリシス（エイコム社），単一ニューロン活動記録装置，慢性実験テレメトリー自動計測システム，
オリンパスFV1000，
ブレインビジョンMyCAM

磁気共鳴断層画像装置（MRI:3tesla, 7tesla）
水素原子の核磁気共鳴現象を利用することにより，脳構造の詳細な画像化と共に，脳血流を介して脳の局所機能をも画像化する装置です。生理研では2000年度に3teslaMRI装置を導入し、人間の高次脳機能の神経基盤を詳細に検討してきました。
さらに平成2009年度に3teslaMRI 2台からなる同時計測システムを新規導入し，個体間の社会的相互作用中の神経活動を同時に記録解析することが可能となりました 。また 、2 0 1 4 年 度 にヒト用
7teslaMRI装置が導入され、2015年度稼働開始しました。2016年度は、撮像と画像処理に関する技術的検討・開発のための共同利用実験に供することとなりました。安
定な稼働が確実となり次第，広く共同利用
実験全般に供します。
主な設備
3テスラ磁気共鳴装置（Allegra，
シーメンス社製，2000年度導入，Verio 2台，シーメンス社製，2009年度導入），視聴覚刺激提示装置，画像解析システム。7テスラ磁気共鳴装置（Magnetom
7T, シーメンス社製、2014年度導入）。

山梨大学大学院 総合研究部 医学域 基礎医学系 薬理学講座

篠崎陽一 講師

Yoichi SHINOZAKI

生理学研究所（生理研）に初めて伺ったのて頂いている他、投稿は、私が博士課程に入りたての頃に生理研中の論文では生体恒研究会に参加した時です。新進気鋭の先生方が最先端の成果を常性発達研究部門 鍋

活発に議論する様子は大変印象に残っております。
このような活倉淳一 教授、
和氣弘明

動的な研究会で発表・議論できた事は私にとって非常に大きな教授（現 神戸大学医糧となりました。
また、同年代の方々とは、現在に至るまで良き友学部）、江藤 圭 助教

人/ライバルとして良い関係を保っています。生理研研究会は議にミクログリアの解析論を通じて研究分野を盛り上げるだけでなく、将来の基礎研究に関してご支援を頂いを担う若手研究者の育成・ネットワーキングなど大変大きな役ています。どのような割を担っていると感じます。

研究分野でも適切か

生理研のもう一つの大きな特徴は、個々の研究者が非常に気つ最高水準のご支援

さくに共同研究に応じてくださる点です。昨今、高いレベルの論をして下さる生理研の文を通すためには様々な専門性の高い実験が必要になってお先生方の能力に感嘆

り、
もはや１つのラボでは対応が困難になってきています。最近報するばかりです。

グリア細 胞の１種であるアストロサイト特 異 的に
P2Y1受容体を過剰発現(Astro-P2Y1OE)または欠損(Astro-P2Y1KD)させたマウスを作成して外傷性脳損傷を与えたところ、損傷部位(黄色)のサイズが大きく変化した。本マウスを用いた実験より、急性傷害後の神経保護に関わるアストロサイト応答性がP2Y1受容体によって制御されている事を示した(Shinozaki et al. Cell Rep, 19: 1151-1164, 2017)。池中
先生、田中先生との共同研究により、グリア細胞機能発現に関わる根本的なメカニズムの解明が大きく前進した。

告した論文では、分子神経生理研究部門 池中一裕 教授、田中

全ては書ききれませんが、生理研には気鋭の国内外の研究者

謙二 准教授（現 慶応大学医学部）にグリア細胞特異的P2Y1受が参集する研究会の開催、異分野の融合研究、若手の育成、最容体過剰発現/欠損マウスを作成して頂きました。査読者からの先端技術の開発、新分野の創出と、様々な点で世界を牽引する

厳しいコメントを論破するためには必須のデータであり、迅速か

風土・基盤があります。なにより、生理研の先生方と共同実験やつ正確にサポート頂き感謝しています。現在revise中の論文で議論の時間は研究を大いに楽しむ雰囲気を共有する事ができ、は同じく分子神経生理研究部門 大野伸彦 准教授（現 自治医科

私にとって至福の時となっています。今後も益々生理研の先生方

大学医学部）にSBF-SEMによる３次元微細構造解析で支援しとの共同研究を加速していきたいと思います。

生理研で研究できることの喜び
名古屋大学 情報学研究科 心理・認知科学専攻 心理学講座

田邊宏樹 教授

Hiroki TANABE

私は名古屋大学に移る前は生理研に在籍したいと思ってもらうためには、していたのですが、外に出てあらためてそのまず自分達が優れた研究をして「凄さ」を感じています。まずは共同利用研究施設としての充実いる必要がある」と仰っています度。特に私が専門としているヒトを対象とした脳機能イメージン

が、生理研の方々は本当にそれをグ研究はMRIなどの大型装置を使いますが、生理研には３TMRI

実践されていると思います。最先が３台、７TMRIが1台、MEGが1台あり、しかもそのうち２台の３端の装置や技術を熟知し、自らも二人が協力して共同注意課題を行っている際に、両者の脳活動ゆらぎの同期が高まっている部位

TMRIは二者同時計測が可能な仕様になっています。私はこの２

その分野のトップの研究者であ台のMRI同時計測系を使って社会的相互作用時の二者の脳活動る生理研の方々であるからこそ、我々も信頼でき、密な議論ができについて調べていますが、このような装置は世界を見渡しても数るのです。共同利用研究というとどうしても装置に目がいってしまえるほどしかありません。
これが無料で利用可能であり（他の施設いがちですが、生理研の共同利用が他と一線を画していてかつ特では多くの場合高額な使用料が必要です）、
しかも旅費のサポー

筆すべき点は、実はここにあるのではないでしょうか。

トまであるというのは他では考えられないことです。
また装置関連この制度と環境を維持することは、昨今の科学技術行政を見てで困ったことやリクエストがある場合、専門のスタッフの方がすぐいるとなかなか難しく、組織としてもそれぞれの研究者・スタッフに対応してくれることも、あまり注目されませんがとても重要な点の方々も日々相当の努力をされているであろうことは容易に想像です（少なくとも大学ではこのようにはいきません）。

にできるのですが、日本の科学研究の発展のためにも、世界に誇

共同研究をさせてもらっている定藤教授は、常々「共同研究をれるこのシステムが末永く存続することを願うばかりです。

V O I C E －2

生理研で共同研究しています

20

若手育成

心循環シグナル研究部門（総合研究大学院大学 生理科学専攻）

生理学研究所のミッションの一つには、将来の日本の科学を担う若手研究者の育成があげられます。

下田翔

Kakeru SHIMODA

九州大学薬学部を卒業し、今年から総研大の大学院生

く、国際的なシンポジウムも多数開催しており、非常に国として生理研で勉強・研究を行っています。生理研では多際的なつながりが強いので、語学力を向上させることもで

総合研究大学院大学とはくの研究室が脳科学や神経科学をテーマとしています

きます。英語教育が充実しているところも生理研の良いと総合研究大学院大学（総研大）は、大学共同利用機関という最先端の研究現場でが、私が所属している研究室では心臓に関する研究を行ころです。

大学院教育を行い、高度な専門知識と広い視野を持ち、新しい科学を生み出すことっています。

このような恵まれたのできる人材を養成することを目的とする大学院大学です。生理学研究所は生理科

生理研には様々なバックグラウンドを持つ研究者が多環境の中で研究を行う

学専攻を担当し、基礎生物学専攻（基礎生物学研究所）、遺伝学専攻（国立遺伝学

くいらっしゃるので、自分が専門とする分野だけではなく、ことで、研究者として必研究所）
と共に生命科学研究科をかたち作っています。

脳科学や心理学などの幅広い分野の知見を得ることがで要な素養を身につけて生理学研究所では多くの研究者が脳・神経に関する研究を行っており、
日本のみ

きます。
また、生理研は国内でもトップクラスの研究所ないけると確信していまならず世界的に見ても数少ない脳科学の広い分野について学ぶことができる教育拠ので、よりよい研究を行うための最先端の実験設備が整す。

点となっています。脳科学は高度に学際的な分野であるため、入学者の出身分野はっています。
さらに、生理研は外国からの研究者の方が多医学、理学、工学、農学などの理系分野だけでなく人文科学にもまたがっています。
このような学際的な性格を持つ脳科学の教育をより充実させるために、生理科学専攻が中心となって脳科学に関連する教育・研究を行っている総研大の他専攻と協力し生体システム研究部門（総合研究大学院大学 生理科学専攻）て脳科学専攻間融合プログラムを実施して、遠隔地を結び教育を行っています。

Zlata Polyakova

また毎年１回、生命科学研究科３専攻と生命共生体進化学専攻の学生、教員が一堂に会する生命科学リトリートを行い、講演やポスター発表などを行うと共に交流を深めています。

総研大本部は神奈川県葉山町にあります

特別共同利用研究員
生理学研究所では、総研大の大学院生以外に、全国の大学の大学院生を受け入れて研究指導を行っています。

ズラッタ ポリャコヴァ「生理学研究所でどのような研究をしていますか？」

択した理由は、生理学研究所がバイオメディカルサイエンスの基

私は生体システム研究部門で研究をしています。私の研究は、礎研究を行うことに重点を置いた世界有数のリサーチセンター

運動をコントロールする上で重要な役割を担う大脳基底核の中の1つであるからです。また生理学研究所では、様々な科学技術の、「 視床下核」と呼ばれる小さな核が、大脳基底核の回路の中が融合して重なり合っています。 ユニークな技術文化を形成すでどのような機能や役割を担っているのかを明らかにすることでるこの新しいアプローチは、将来の科学の発展にとって不可欠す。運動課題を与えられたニホンザルが課題を行っている時、視なものであると考えています。

トレーニングコース

床下核に挿入した電極からニューロンの活動を記録する実験を

生理科学実験技術トレーニングコースは、毎年夏に開催されます。およそ130名の大学院生、博士研究員、大学教ているのかを確認するため、大脳皮質の運動に関連した領域や、生理学研究所の良いところは、まず第一に高度な技術機器だ

大脳基底核の中継核に刺激電極を埋め込み、そこを刺激するこけでなく、必要不可欠な消耗品の供給、研究所間の連携など、科員、企業研究者が参加し、20以上のコースに分かれて新しい技術の習得を行います。
実際に最先端の研究に用いられている設備を利用して、第一線の研究者が大学院生や若手研究者にさまざまなノ
ウハウを伝授しています。

若手研究者育成・キャリアパス
生理科学の分野で一流の研究者を育成し、全国の大学・研究機関や民間企業、教育機関に人材を供給することは、生理学研究所の重要な役割のひとつです。多くの優れた研究者が生理学研究所から巣立って活躍しています。
また特に若手研究者の育成のため、生理学研究所では独自に研究費の特別配分を行うなど、その支行っています。そして一体どこからニューロンが情報を受け取っ「生理学研究所の良いところは何ですか？」とで得られる応答から情報の流れを確認します。
さらに、神経伝学研究の推進に必要な全ての条件が満たされているところで達を遮断する薬を記録しているニューロンの周囲に微量に注入す。二つ目に、生理学研究所で実施された研究成果は、その多くすることで、注入前後のニューロン活動の差を調べ、どの神経伝が有名な科学雑誌に掲載されており、包括的に閲覧することが達がどのような情報を送っているのかを調べています。
これらのできます。 三つ目に、
ここでは優秀な科学者による、多種多様で実験を行うことで、非常に複雑な大脳基底核の内部回路では一興味深い、貴重な講義に出

体どのような情報処理が行われているかを、詳しく調べることが席する機会に恵まれていまできます。私の研究から得られる知見は、パーキンソン病の治療す。他にも、他国から研究を方法の開発や運動学習など、大脳基底核の機能に関わる不思議

実施しに訪れる留学生やな現象を解明してくれると信じています。

研究者のために、十分な研
究環境と財政的支援が確「なぜ生理学研究所を選びましたか？」
人類の将来の繁栄は、科学の発展と密接に結びついています。

立されており、国際社会と協力関係が形成されてい私は世界をより良くすることに関わりたいと思っています。私がることもとても良いポイン

生理学研究所で神経生理学の分野の研究に従事することを選トだと思います。

援に力を入れています。
●過去３年間の大学院修了生の進路

2016年度：生理学研究所（NIPSリサーチフェロー），生理学研究所（研究員），統合バイオサイエンスセンター，
藤田保健衛生大学，京都大学，
コペンハーゲン大学，
タカラバイオ株式会社，など

2015年度：オタゴ大学，生理学研究所（研究員）

2014年度：生理学研究所（NIPSリサーチフェロー），生理学研究所（研究員），
生理学研究所（学振特別研究員），
ワシントン大学，
コロラド大学デンバー校，あいの里動物病院，
フナコシ株式会社，大鵬薬品工業株式会社

21

V O I C E －3

生理研で学んでいます

22

産学連携

研 究 者 コミュニ ティ

科学技術が私たちの生活に貢献していることは、医に貢献できる機会は多くありませんが、生理学研究所

療、情報通信、交通手段などを顧みてみると、よくわか

では、社会での応用を期待して企業との共同研究を行ります。これらの科学技術は、長年の研究が基盤となっっています。特に2013年度からは、文部科学省「革新て開発されてきたものです。生理学研究所で行われて的イノベーション創出プログラム（COI STREAM）」にいる研究は、ヒトのからだや脳の不思議を解き明かす

参画しています。

ことを目的とした学術研究です。研究成果が、直接社会

COI STREAMでは、現在潜在している将来社会のニーズから導き出されるあるべき社会の姿、暮らしの在り方を設定し、10年後を見通した社会実装に向けて研究機関と企業が共同で研究開発を行っています。生理学 研 究 所 は 、こ の C O ISTREAMの感性イノベーシ
ョン 拠 点に参 加し、得意とする脳・生体機能計測の技
術を活かし、企業と共同で知覚の可視化を用いた研究開発を行っています。

生理学研究所は研究者コミュニティの拠点です。
今後、全国の教員や一般市民に向けての情報発信を強化していきます。

日米 科 学 技 術 協力「 脳 研 究 」分 野 “日米 脳 ”
日米科学技術協力事業「脳研究」分野は2000年度に開始されました。
日本側は生理学研究所、米国側は国立保健研究所（NIH）傘下の神経疾患卒中研究所（NINDS）
が担当機関となっています。事業としては、(1)若手研究者の派遣、(2)グループ共同研究、(3)日米情報交換セ
ミナーを、
日本国内に公募を通して行っています。

ナショナルバイオリソースプロジェクト「ニホンザル」中核 的 拠 点
ナショナルバイオリソースプロジェクト（NBRP）は、
ライフサイエンスの研究に広く用いられる実験材料としての バイオリソースのうち、国が特に重要と認めたものについて、体系的な収集・保存・供給体制を整備することを目的とした国家プロジェクトです。
ニホンザルはバイオリソー
スの一つであり、生理学研究所が中核的拠点を担当しています。
複雑なタスクの学習・記憶や手指の器用な運動のコントロールなど
といった高次脳機能は、人間やサルなど霊長類に特有なものです。高次

マツダ株式会社

岸

技術研究所

篤秀

Atsuhide KISHIの共感空間の研究」ではクルマを一つの感動・共感の創
造社会ととらえる革新的な考え方や技術が生まれまし脳機能の研究に、
ニホンザルは欠かせない実験動物です。

た。そして何よりもすばらしいのは、先生方と熱く討議・

国際研究連携協働する定期的な場を得続けたことで、脳科学が実学と生理学研究所は、
アメリカ、
ウズベキスタン、
フランス、
ドイツ、
タイ、

して私たちの技術力となっていったことです。今後、私た
私たちマツダ(株)は広島県を本拠地とする自動車メー

ちは志をさらに大きく持ち、脳科学を全産業に応用・展

カーです。お客様に「走る歓び」をお届けすることを目指開していく、新しい「パイプ役・絆」になっていきたいと考し、人間の「感性」解明のためセンター・オブ・イノベーシ

えています。

韓国の７大学・研究機関との間に学術交流協定を結んでいます。
その他ヨーロッパ諸国、中国など、研究者と共同研究を行っています。また、
アジアを中心とした国々からの大学院生を受け入れています。
フランスNeuroSpinとの協定に調印しました

ョン
（COI）
プログラムの『精神的価値が成長する感性イ
ノベーション拠点』に参画しています。その中で生理学研

研究会

究所の脳・神経系に関する最先端の研究をご紹介頂い全国の大学の研究者が集まり、重要なトピックについて討論を行う生理学研究所研究会を、毎年20件以上開催していた時、心から感動しました。それは、「 脳科学はすでに実ます。参加者数は、延べ1,400名程度に上ります。研究会は学会と異なり、比較的少人数で重要な研究課題について、時用段階に来ている。弊社は生理学研究所の基礎研究を間を十分に取り徹底的に討論することが可能で、新しい研究分野の開拓や新たな研究グループの形成に貢献しています。

実用化する先駆者になろう。」という思いでした。その後、

例えば「神経グリア回路網」、「膜輸送複合体」、「細胞感覚」などの特定領域研究は、生理学研究所研究会から発展してい安全運転のためのドライバーの視覚知覚の研究やインったものです。

テリアの上質さに関する質感認知の研究など幅広い領域で新しい技術が生まれ、特に心理生理学研究部門の

国 際シンポジウム、国 際 研 究 集 会

定藤教授にご指導頂いている「ドライバー・乗員・クルマ最先端の研究を行っている海外や国内の研究者を招へいし、国際シンポジウムおよび国際研究集会を開催しています。2016年度には「シ
ナプスの暗号を紐解く」と題した１件の国際シンポジウムが開催されました。
また「記憶の痕跡解明」
および「生理学研究における唾液分泌研
究の戦略的開発」
に関する２件の国際研究集会を開催しました。国際
V O I C E －4

生理研とタッグを組んでいます23

シンポジウムでは、海外招待講演者９名のものを含む30の講演と、26題のポスター発表が行われ、実りある議論の機会となりました。
自然科学研究機構では遠方より訪れる研究者が落ち着いてシンポジウムや研究会に参加できるよう、会議
施設「岡崎コンファレンスセンター」と「岡崎共同利用研究者宿泊施設」を備えています。

24

広報活動
研究成果を広く社会へ公開、還元することは、研究者コミュニティの拠点である生理学研究所の大切な使命の一つです。生理学研究所は、岡崎市の教育委員会や保健所、文部科学省、科学技術振興機構、NPO法人脳の世紀推進会議、日本生理学会などと連携をとりながら、出前授業や市民講座、そして３年に１度開催される一般公開な生理学研究所へのアクセス

ど、さまざまな広報活動を幅広く展開しています。
至米原

至大阪

理科教材の開発

小牧I.C
小牧JCT

生理学研究所では、からだのしくみを楽しく学ぶためのさまざまな理科教材を開発しています。

大阪方面から（名鉄名古屋駅より特急で約30分）

この脳はだれの脳？
「脳かるた」

みんなの体の中をのぞいてみよう！
「KARADA Scope」

脳かるたと同様、最新AR技術を用いたアプリケーションソフトです。ひとの体をスマートフォンやタブレット端末のカメラを通して見てみると、まるで体の中を透かしてみているかのように、消化器官や脳、骨などを観察することができます。

① 名鉄電車利用。
東岡崎駅下車（神宮前駅乗り換え）
所要時間特急で約60分② 空港バス岡崎・東岡崎駅行きを利用、東岡崎駅下車
所要時間約65分

乙川

吹矢町

東名高速道路東海道新幹線

N

橋

本

屋

古

名

鉄

目的とした施設です。大会議室200名，
中会議室120名，小会

大会議室

三島
ロッジ

明大寺地区

生理学研究所

岡崎共同利用研究者宿泊施設

東門

共同利用研究者等の宿泊に供するため，共通施設として宿泊施設「三島ロッジ」［個室51，特別岡崎
コンファレンス
センター

線

正門

議室（2室）各50名の利用ができます。

岡崎高校

生理学研究所

三島
小学校
●

山手地区

マート

室3戸］
（平成22年9月入居開始）
があり，共同利用研究者をはじめ外国人研究員等に利用されてシングルルーム

ツインルームファミリールーム

三島ロッジ

60

14

20

明大寺ロッジ17－3

さくら保育園
さくら保育園は，研究と子育ての両立を支援するために設立された機構内託児施設です。生後57日目からの受け入れが可能で，研究者のスムーズな研究現場への復帰を支援しています。
●対象年齢／生後５７日～満３歳に達する年度末まで●利用対象者／岡崎３機関に常時研究等に従事する職員、来訪研究員，
大学院生。

東明大寺町
● ファミリー

個室（1人用）9，特別個室（2人用）4，夫婦室10，家族室20戸］及び明大寺ロッジ［個室14，家族●開園時間／８：００～１９：００（最大延長２０：００）

豊橋① 東岡崎駅南口（中央改札口を出て左）より徒歩約20分② タクシーにて約7分③ 竜美丘循環バス（１１番乗り場）より
竜美北一丁目バス停（約6分）下車、徒歩約3分

至豊

名

六所
神社

進展に資するとともに，社会との連携，交流に寄与することを

市役所南

吹矢橋

南口

学術の国際的及び国内的交流を図り，機構の研究，教育の●開園日／月曜日～金曜日

生理学研究所

新東名
高速道路

明大寺地区

●

東岡崎駅

●定員／18名

新城I.C

東岡崎駅南口（中央改札口を出て左）より徒歩約7分

岡崎市役所

1

明大寺本町

います。

岡崎東I.C

山手地区

殿橋

岡崎コンファレンスセンター（セントレア）

三河
安城

岡崎I.C

東岡崎

中部国際空港（セントレア）から

至名古屋

岡崎共通施設

中部国際空港

名古屋駅にて名古屋鉄道（名鉄）に乗換え、東岡崎駅下車
南（中央改札口を出て左側）に徒歩で約7分

豊田JCT

名古屋鉄道

至東京

さまざまな哺乳類の脳が書かれた絵から持ち主の動物を当てるアプリケーション型ゲームソフトです。
最新のAR（Augmented Reality：拡張現実）技術を用い、スマートフォンやタブレット端末のカメラを通してそれぞれの脳の画像を見ると、画面の中に持ち主である動物が浮かび上がります。画面の中の動物たちの中にはごはんを食べたり、走ったりしている子たちもいますよ。また動物の実際の鳴き声も聴くことができます。
●

豊橋駅にて名古屋鉄道（名鉄）に乗換え、東岡崎駅下車
南（中央改札口を出て左側）に徒歩で約7分

至浜松●東京方面から（豊橋駅より特急で20分）

豊田東JCT

名古屋

至四日市

視覚・聴覚・体性感覚反応時間測定アプリケーションソフト
「Brain Responder」

視覚、聴覚、体性感覚（触覚）の刺激に対する反応時間を計測することができる反応時間測定アプリケーション
ソフトです。生理研オリジナルキャラクター「のう君」と一緒に反応時間を測定してみましょう！

名古屋I.C

神宮前

特にスマートフォンやタブレット端末を用いた教材開発に力を入れています。
●

至中津川

大西3

竜美北2

明大寺ロッジ

生理学研究所「 のう 君 」

公 式 キャラク

ター★誕生日：２０
ネ！
よろしく
１４年５月１日★性別：男の子★夢：世界一のもの知り博士になること★好きなこと：みんなを応援すること★好きな食べ物：八丁味噌、
かりんとうまんじゅう●保育形態／常時保育，
一時保育

25

26

大学共同利用機関法人 自然科学研究機構

NATIONAL INSTITUTE FOR PHYSIOLOGICAL SCIENCES

生理学研究所〒444-8585 愛知県岡崎市明大寺町字西郷中38
TEL.0564-55-7700 FAX.0564-52-7913
生理学研究所

検索

http://www.nips.ac.jp/

2018.01