The Japan Neuroscience Society, since 1974https://www.jnss.org

Neuroscience News
神経科学ニュース

Contents 目次
2 The 47th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
4 Thank You for Joining Neuroscience 2023
5 Report of the General Assembly of the Japan Neuroscience Society (JNS) in 2023
6 Brain Bee Award Ceremony
7 Notice of Membership Fee Payment Slip
8 Joseph Altman Award in Developmental Neuroscience
9 Call of papers – Neuroscience Research Special Issue of “Does Big Data Change Neuroscience?”
10 We welcome Submissions to Neuroscience News
11 第47回 日本神経科学大会のご案内
13 第46回 日本神経科学大会

終了報告

14 2023年度 日本神経科学学会

総会報告

15 脳科学五輪の報告
16 請求書の発送と口座引き落としのお知らせ
17 公益信託 時実利彦記念 脳研究助成基金

時実利彦記念賞

2024年度 申請者の募集について

18 ジョセフ ・ アルトマン記念発達神経科学賞 【第8回募集案内】
19 第31回 脳の世紀シンポジウムのお知らせ
20 Neuroscience Research特集号の論文募集 ： ビッグデータは神経科学を変えるのか？
21 Neuroscience Researchハイライト ：小鳥の歌と地鳴きに関連した大脳基底核ニューロンの発声準備活動 （柳原 真）
23 学術変革領域 ： 行動変容を創発する脳ダイナミクスの解読と操作が拓く多元生物学 （松崎 政紀）
25 研究室紹介 ： 研究は国境や分野、 常識を越えて （米原 圭祐）
27 神経科学トピックス ： 統合失調症の新しい病態仮説 ： 巨大な樹状突起スパインの出現 （小尾 （永田）紀翔）
29 神経科学トピックス ： 背側縫線核セロトニン神経による海馬歯状回快経験アンサンブルの選択的再活性化
				（永安 一樹）31 神経科学トピックス ： 末梢組織の小胞体ストレス応答経路が睡眠の調節に関与する （河野 泰三）
33 神経科学トピックス ： 夢見るレム睡眠時におけるグリア細胞 ・ 脳内環境の大規模変化 （生駒 葉子）
35 神経科学トピックス ： マーモセット前頭前野のコネクトーム ： 「収束」 と 「拡散」 の２つの顔 （渡我部 昭哉）
37 神経科学トピックス ： 睡眠の深さと量を制御するリン酸化経路 （岩﨑 加奈子）
39 神経科学トピックス ： AMPA受容体が関与するシナプス可塑性変化がてんかん病態を制御する （永露 毅）
41 脳科学辞典 ： 新項目紹介 （林 康紀）
41 事務局のつぶやき
42 神経科学ニュースへの原稿を募集しています
43 広告募集 ： 目次配信メールへのバナー広告掲載について
44 編集後記 ・ 編集委員氏名 ・ 賛助会員一覧

一般社団法人 日本神経科学学会

The Japan Neuroscience Society〒113-0033 東京都文京区本郷7丁目2-2 本郷ビル9F
Hongo Bldg. 9F, 7-2-2 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
Tel: +81-3-3813-0272 Fax: +81-3-3813-0296 E-mail: office@jnss.org

10 November 2023 Consecutive Number 236

2023 No.4 November

The Neuroscience News

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Neuro2024

NEURO2024

Deciphering the mind: Transcending borders for the future
the 47th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (JNS)
the 67th Annual Meeting of the Japanese Society for Neurochemistry (JSN)
the 46th Annual Meeting of the Japanese Society of Biological Psychiatry (JSBP)
the 8th FAONS Congress

Dates: July 24-27, 2024
Venue: Fukuoka Convention Center
https://neuro2024.jnss.org/en/

President
The 47th Annual Meeting of the Japan
Neuroscience Society (JNS)

President
The 67th Annual Meeting of the JapaneseSociety for Neurochemistry (JSN)

President
The 46th Annual Meeting of the JapaneseSociety of Biological Psychiatry (JSBP)

Shigeo Okabe

Schuichi Koizumi

Hidenori Yamasue

The University of Tokyo

University of Yamanashi

Hamamatsu University School of
Medicine

Fukuoka International
Congress Center

Marine Messe Fukuoka

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News

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Greetings
We are excited to welcome you to NEURO2024, the joint

global partnership in the 8th FAONS Congress. Historicallymeeting of the 47th Annual Meeting of the Japan

Fukuoka has been an important harbor city and prospered

Neuroscience Society (JNS), the 67th Annual Meeting ofas a hub for diplomacy and trading with the Korean

the Japanese Society for Neurochemistry (JSN), and thepeninsula and the Eurasian continent. The King of Nakoku

46th Annual Meeting of the Japanese Society of BiologicalGold Seal, a national treasure, was unearthed in 1784 in

Psychiatry (JSBP), which will be held in Fukuoka Convention

Fukuoka and has been taken as evidence of the diplomaticCenter (Fukuoka City) from July 24th (Wed) to 27th (Sat),relationship between ancient China and Japan. We hope2024. The last joint meeting of JNS and JSN was in 2022 asresearchers with diverse backgrounds from multiple

Neuro2022, and the last joint meeting of JSN and JSBP

countries form new partnerships and strengthen ties with

was in 2018. Based on these previous activities,

old friends in Fukuoka, the city of active international

NEURO2024 will introduce a new partnership between JNS

exchanges.

and JSBP. The three Societies share the common goal of

Exposure to exciting new findings in brain science is apromoting the continuous development of brain science in

top priority in NEURO2024. Brain science in the coming

basic, applied, and clinical research domains while

decade will unravel how individual neurons and glial cells

maintaining the uniqueness of each society. Today, brain

interact and construct complex circuits and tissue structures,science covers various topics, disciplines, and fields.

ultimately integrated into the entire brain, where the human

Therefore, early and mid-career researchers must obtain amind resides. The accumulating knowledge about thewide range of knowledge and skills related to biology,

human brain, both in health and disease, contributes to

medicine, pharmacy, engineering, social science, anddeveloping new strategies to predict, prevent, and curehumanities. The contribution of three unique Societies,

brain or psychiatric disorders once thought to be incurable

JNS, JSN, and JSBP, will benefit the participants ofand reduce the suffering for patients, their families, andNEURO2024 to experience such diversity in brain science.

entire societies. Brain science is rapidly expanding, with its

We are also pleased to host the 8th Federation of Asian-frontiers merging with physical sciences and humanities.

Oceanian Neuroscience Societies (FAONS) Congress in

We, aspiring brain researchers, believe brain science

NEURO2024. The purpose of the Federation is to promotetranscends borders of science, culture, and society for theneuroscience research and education in the Asian Oceanian

future and advances ever closer to deciphering the humanregions through the active interaction of neuroscientists

mind.

between multiple countries. With its international airport
connecting 22 international cities with more than 800 flights

Join NEURO2024 and experience new trends in brain
science!

per week, Fukuoka City is an ideal place to establish a

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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ReportThank You for Joining Neuroscience2023 in Sendai
Kazuto Kobayashi
President, The 46th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
Department of Molecular Genetics, School of Medicine, Fukushima Medical University
The 46th Annual Meeting of the Japan Neuroscience

241 general oral presentations, 839 poster presentations,Society, Neuroscience2023 was held August 1 (Tuesday)

207 Late-Breaking Abstracts (LBA) poster presentations,through 4 (Friday), 2023 at the Sendai Internationaland 19 Trainees’ sessions, with a total of over 1,600

Center. In line with the Tanabata Festival and under thescheduled presentations.

title 'Towards the Galaxy of Neuroscience', the meeting

Neuroscience2023 has finally closed with 2,771

has been planned with the hope that many brilliant

participants in total. The meeting was a great success,research results will continue to emerge from the field ofwith many excellent presentations and lively discussions.

neuroscience as many stars in the galaxy, and to develop

We would like to express our deepest gratitude to those

useful activities that will lead to such results. Specifically,

who visited the venue. The reception held in a local arcade

we aimed to promote activities such as national andshopping street under the decorations of the Sendai

international information sharing and personnel exchange,

Tanabata Festival, taking ventilation into consideration,international collaboration, interdisciplinary cooperation

was also very successful and led to a good cooperation

includingwith the local community.

collaboration

between

basic

and

clinicalresearch, support for the activities of diverse researchers,

The results of the survey completed by participants

fostering young scientists and bringing research results

will be used to help us improve future meetings. Thank you

back to society.

very much for your cooperation.

Although we had initially considered holding the

Finally, I would like to express my sincere gratitude toannual meeting in a hybrid format, we held it on site only inthe members of the Organization Committee, Executive

light of the current social situation. This meeting became

Committee,

a completely face-to-face meeting for the first time in four

office. We also heartily appreciate all the organizations,years. We hope that it helped to promote exchange andfoundations, and companies, who financially supported

cooperation among the participants.

the meeting.

The program consisted of 4 Plenary Lectures, 1 Brain
Prize Lecture, 4 Special Lectures, 5 Award Lectures, 14

ProgramCommittee

andadministration

We are looking forward to seeing you next year in
Fukuoka for NEURO2024, July 24-27.

Educational Lectures, 57 Symposia (273 presentations),

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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ReportMinutes of the Extraordinary General Assembly for 2023
1. Date and TimeNew Directors:

June 29th, 2023, 15:00-15:30

Shigeo Okabe, Hitoshi Okamoto, Tadafumi Kato, Fumi
Kubo,

YukikoGoda,

KazutoKobayashi,

Ryosuke

2. Location

Takahashi, Kenji Tanaka, Takashi Hanakawa, Yasunori

Conference Room, 9F Hongo Bldg, 7-2-2 Hongo, Bunkyo-

Hayashi, Hirokazu Hirai, Fumino Fujiyama, Mariko Miyata,ku, Tokyo, Japan

Ikeda (Muramatsu) Rieko, Masanori Murayama, Masashi
Yanagisawa, Ayako M. Watabe

3. Number of attendees
Number of councilors: 100

Agenda Item No. 2:

Number of attendees: 96

Increasing the number of Auditors by one

Breakdown
Attendees via web conference system: 68

The Chairperson proposed that Taisuke Tomita be elected

Attendees by proxy: 23

as Auditor in addition to the current Auditor. After

Advance Voters: 4

consultation with the council, the proposal was approved

Attendee at the venue: 1

by a majority of the votes cast.

Total number of voting rights of all members: 100
Number of voting rights of councilors present: 96

The web conferencing system was in good working orderthroughout the meeting, and with that, the meeting was

4. Chairpersonclosed. In order to clarify the above resolutions, these

Michisuke Yuzaki

minutes shall be prepared, and the person preparing theminutes shall affix his name and seal below.

5. Directors in attendanceDirectors: Michisuke Yuzaki, Koji Yamanaka andYoshikazu Isomura

July 5th, 2023
Preparer of the minutes : Michisuke Yuzaki(The former two persons attended via web

Representative of a board of directors

conference system.)

The Japan Neuroscience Society, General

Auditor: Yuki Goto

Incorporated Association

6. Summary of proceedings and results
The Chairperson called the meeting to order after
confirming that the voices of the attendees were immediatelytransmitted to the other attendees and that the attendees
were able to express their opinions to each other in a timely
and appropriate manner as if they were all present in thesame room.
<Items for resolution>
Agenda Item No. 1:
Increasing the number of Directors to 17
The Chairperson proposed that the following 17 persons beelected as Directors in addition to the three Directors at thetime of the establishment of the new corporation. After the
Chairperson discussed the pros and cons of each candidate
individually, all were approved by a majority of the votes
cast.

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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ReportReport of the 10th Brain Bee Japan ChampionshipAt the 10th Brain Bee Japan Championship, 40 junior and senior high school students participated in a qualifying
session. This year's qualifying session was held in computer based online test, CBT, format. The top 8 students
passed the qualifying session, and these 8 winners were invited to the 46th Annual Meeting of the Japan
Neuroscience Society held in Sendai.
The final round was held in Tokyo and Osaka in June. Followings are winners of the 10th Brain Bee Japan
Championship.
The 1st Place Winner is Kana Matsuyanagi. Keita Tsuzuki, Rion Fuchigami, Waka Shimada, Ryo Narukami,
Remi Matsumoto, Takumi Moriyasu and Kengo Kuriaki won the 2nd place to 8th place, respectively. Ms.
Matsuyanagi, who won the 1st place participated in the International Brain Bee World Championship as therepresentative of Japan and won 13th place.

Photo of award ceremony held in the 46th annual meeting of the Japan Neuroscience Society
From the left facing the back row:
Prof. Kazuto Kobayashi, Mr. Kuriaki, Mr. Moriyasu, Mr. Tsuzuki and Mr. Narukami.
From the left facing the front row:
Prof. Tetsu Okumura, Ms. Shimada, Ms. Matsumoto, Ms. Fuchigami, Ms. Matsuyanagi and Prof. Koji Yamanaka.

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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NoticeNotice of Membership Fee Payment Slip
Dear Members,
Thank you for your cooperation in making your annual membership fee payment.
We will send payment slips to those who have not yet paid the membership fees for this fiscal year as of
October 20th. Alternatively, please make use of the payment with a credit card, for which the procedure is now
available on the membership page.

♦ Payment Slip *(Japanese Language Only)
For members who live in Japan and have not paid the member fees, we will send a payment slip starting from earlyNovember, 2023. Payment with the slip can be made at a convenience store or by Japan Post office. Please checkyour payment status on your membership page.

https://membership.jnss.org♦ Direct Debit *(Japanese bank account only)
For members who have already registered a debit account, the withdrawal had been processed on November 6th,
2023 (Monday). Receipts will be available for download from the membership page on the JNS website around
November 10th (Friday).
If you would like to start a new direct debit from this fiscal year's membership fee, please refer to the following
website for the procedure.

https://www.jnss.org/payment_bank_auto_8
For the payment method, payment status, and billed amount, please refer to the website for members. Invoices andreceipts can also be downloaded from the website.

Best Regards,
Secretariat of the Japan Neuroscience Society[Contact Information]
Secretariat of the Japan Neuroscience Society
E-mail: membership@jnss.org

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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Info.

Joseph Altman Award in Developmental Neuroscience
Announcement of the call for the 8th Joseph Altman Awardin Developmental Neuroscience, 2024

Application Deadline is on January 31st, 2024
On April 19, 2016, Dr. Joseph Altman, who discovered neurogenesis in the adult mammalian brain and received theInternational Prize for Biology from His Majesty the Emperor of Japan, passed away. Dr. Shirley A. Bayer, Dr. Altman’s
widow who conducted research with him for over 30 years, offered to make a donation to the Japan Neuroscience Society(JNS) with the goal of instituting an award in developmental neuroscience. Accordingly, after discussion in a JNS special
committee, the Board of Directors of JNS, at the Board meeting on July 19, 2016, decided that JNS would establish andadminister the Altman Award in Developmental Neuroscience (hereinafter “the Award”).
We are now calling for the 8th Joseph Altman Award in Developmental Neuroscience, 2024.
Application submission site opens on November 1st, 2023.
Application deadline is on January 31st, 2024

■ Scope of the Award

The following three sets of documents are required to be

Research in developmental neuroscience at the tissue

uploaded via website.

and cellular levels. The scope of the Award is not limited

1. One article which was published within five years of

to phenomena during fetal or developmental stages; it also

the application deadline and the applicant shall be a

includes adult neurogenesis and its biological significancecorresponding author. (PDF of article),and its changes resulting from aging and diseases. (As ageneral rule, applied studies are not included within the

2. Othertwoarticlesrepresenting

theapplicant’s

achievements and the applicant shall be a first or
corresponding author (PDF of two articles)

scope of the Award.)

3. Application Form with Brief summary of scientific■ Eligibility

achievements (Application form is available on the website)

As a general rule, researchers who have received theirdoctorate or comparable academic degree less than 20■ Obligation of the Recipient

years prior to the application submission deadline. (Not

To make an award lecture at the Japan Neuroscience Society

limited to members of the Japan Neuroscience Society.)

annual meeting to be held in the same year. (Economyclass tickets and an accommodation fee will be provided■ Supplemental Prize

for the recipient if he/she is an overseas researcher and will

10,000 USD (Fixed total amount if the Award is granted to

fly to Japan).

two or more recipients.)■ Application Deadline■ Selection Criteria

Applications must be received by January 31st, 2024

Submit three articles.
1. One corresponding author article published within five
years of the application deadline
2. Two first or corresponding author articles (no limitation of■ Method of Selection and Notification of theResultThe Selection Committee will evaluate the applications todetermine the recipient. The applicants will be notified of the

published year)
3. Only original articles are evaluated, and review papers
should not be included.

selection results by the end of March 2024.

■ Award Ceremony■ How to Apply

The Award recipient will be recognized and presented with

Applications shall be submitted to the Award website.

the prize money at the meeting of the Japan Neuroscience

https://www.jnss.org/en/joseph-altman-award

Society held July 24th – July 27th,2024.
https://neuro2024.jnss.org/en/index.html

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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Info.

Call for papers –Neuroscience Research Special Issue of“Does Big Data Change Neuroscience?”
The development of measurement technology has made it possible to collect vast amounts of data (Big Data) fromthe brain, which has never been possible before. Big data can change a research field. For instance, Big Data hasrevolutionized artificial intelligence (AI). It has led to significant advances in artificial neural networks, including Deep
Learning, and neural networks have become the most popular technique in machine learning. Moreover, AI technologies,
e.g., machine translation and Chat GPT, are changing our lives. So, what about neuroscience? Does Big Data change
neuroscience? How can we utilize Big Data for a better understanding of the brain?
In this special issue, we invite researchers to submit articles relevant to the question of “How neuroscience ischanging with Big Data?”. This special issue in Neuroscience Research is published in commemoration of the Elsevier/NSR symposium "Does Big Data Change Neuroscience?" held at Neuroscience2023. However, the authors of the paper
are not necessarily to be participants in this symposium.
You may select two types of papers for this special issue:(a) Research papers presenting original results of research.
(b) Review papers on recent research, data, and concepts.
The content of the paper should be relevant to the question of “Does Big Data change Neuroscience?” Topics include
but are not limited to the following:
1.Techniques for obtaining big data (e.g., measurement techniques)
2.Techniques for utilizing big data (such as databases and data analysis methods)
3.Case studies analyzing big data in Neuroscience,
Detailed submission rules will follow those of Neuroscience Research (see Guide for Authors https://www.elsevier.com/
journals/neuroscience-research/0168-0102/guide-for-authors for details).
Deadline: End of Feburuary, 2024
Guest Editor: Ryota Kobayashi (The University of Tokyo), Ken Nakae(National Institute of Natural Science)Contact Information: r-koba@k.u-tokyo.ac.jp

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Info.

We Welcome Submissions to Neuroscience News
Please submit articles that make a positive contribution to the development of neuroscience, such as proposals to
the Society, comments on neuroscience, meeting reports, and book reviews. Submissions should conform to therequirements noted below. The mailing of the printed version of Neuroscience News has been discontinued after No.
4 of 2021. Since then, an all-color PDF version has been posted on our website. Please download and view them fromthe following link. https://www.jnss.org/en/neuroscience_news
1. Manuscripts should be sent in the form of an electronic filewhich complies with the following file format requirements
as email attachments to the following email address:
newsletter@jnss.org
a. Manuscript texts should be prepared in MS Word format.
Images such as photos and figures should not beembedded in the main body of the manuscript. Send theoriginal files of images separately from the text file.
b. Images should be in the format of JPEG, TIFF, etc. andhave enough resolution, up to 300 pixels or so per inch.
Also, the images need to be compressed so that they canbe sent by email. Their preferable size is up to about 2 MB
to 3 MB per image, which is only as a guide.
2. An article should be compiled in one or two pages of thenewsletter. (In the case of requested manuscript, pleaseask the person who requested it about the required numberof the pages.)

6. There is no charge for publication of submissions in
Neuroscience News. In principle, the authors of the articles
should be members or supporting members of the Japan
Neuroscience Society.
7. The copyright of the articles published in this newsletter
belongs to the Japan Neuroscience Society (JNS).
However, if the authors and co-authors reproduce articles
for academic and educational purposes, no request to JNS
is necessary as long as the source is clearly indicated in
the acknowledgments or references.
Information regarding job vacancies, academic meetings,
symposiums, and subsidies will be posted on the website of
the Japan Neuroscience Society. Please see https://jnss.org/
en/submissions

Maximum number of alphanumeric characters per page(s):1 page: 4300 characters, 2 pages: 9500 characters
An image is counted as alphanumeric characters based on
the following criteria. Please specify which size you desire
to have each image placed in when submitting images.
The size of images (width and length) and the numberof alphanumeric characters replaced:
Small (①8cm x 6cm): 660 characters
Medium (②8cm x 12cm) or (③16cm x 6cm): 1,350
characters
Large (④16m x 8cm): 1,800 characters
3. As a rule, replacement of manuscripts is not allowed after
submission; it is thus your own responsibility to ensure thatthey do not contain any errors or mistakes. Please notethat the Neuroscience News Editing Committee may ask
the authors to revise their documents in certain cases.
4. The Neuroscience News Editing Committee will decide
the acceptance and timing of publication of submitted
manuscripts, depending on their contents.
5. The date of issue of the Neuroscience News and thedeadline for the manuscript submission for each issue areusually as follows; however, these dates are subject tochange. Please contact the secretariat for the exact dates.
Date of issue and the submission deadline:(The submission deadline is noted in parentheses.)February 10th issue (Around the end of November)
April 10th issue (Around the end of January)
July 10th issue (Around the end of April)
November 10th issue (Around the end of August)

Please follow the official Facebook and X (formerly Twitter)accounts of the Japan Neuroscience Society. We provide avariety of up-to-date information such as Neuroscience Flash,
Neuroscience Topics, various events, job openings, andmore.
Please check them out!

facebook.com/JapanNeuroscienceSociety
twitter.com/jnsorg (@jnsorg)

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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大会案内

NEURO2024

Deciphering the mind: Transcending borders for the future
第 47 回 日本神経科学大会
第 67 回 日本神経化学会大会
第 46 回 日本生物学的精神医学会年会
第 8 回 アジアオセアニア神経科学連合コングレス
https://neuro2024.jnss.org/

岡部 繁男

東京大学

第 47 回日本神経科学大会
大会長

小泉 修一

山末 英典

山梨大学

第 67 回日本神経化学会大会
大会長

第 46 回日本生物学的精神医学会年会
大会長

会

期 : 2024 年 7 月 24 日（水）～ 27 日（土）会

場 : 福岡コンベンションセンター

福岡国際会議場

浜松医科大学

マリンメッセ福岡

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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ようこそ NEURO2024 へ
2024 年 7 月 24 日（水）～ 27 日（土）に福岡コンベン

トがあるため、第 8 回 FAONS 大会において国際的なパーションセンター（福岡市）で開催される、日本神経科学学

トナーシップを築くには最適な場所となっています。歴史会（JNS）第 47 回大会、日本神経化学会（JSN）第 67 回

的にも福岡は重要な港湾都市であり、朝鮮半島やユーラシ

大会、日本生物学的精神医学会（JSBP）第 46 回大会の

ア大陸との外交・交易の拠点として栄えてきました。1784

合同大会、NEURO2024 へのご参加をお願いいたします。

年に福岡で発掘された国宝「漢委奴国王印」は、古代中国

JNS と JSN の合同学会は Neuro2022 として 2022 年に、と日本の外交関係を示す証拠とされています。国際交流

JSNと JSBP の合同会議は 2018 年に開催されていますが、の盛んな福岡の街で、複数の国の多様なバックグラウンド

NEURO2024 では、これらの過去の活動を踏まえ、JNSを持つ研究者が新たな友人を見つけ、また旧交を温めること JSBP が新たな連携を開始します。三学会は、それぞれとを願っています。

の学会の独自性を保ちつつ、基礎・応用・臨床研究領域

脳科学の刺激的な新知見に触れることを、NEURO2024における脳科学の継続的な発展への寄与を共通の目的とは最も重視します。今後 10 年間の脳科学は、個々のニューしています。今日、脳科学は多様なテーマ、分野、領域をロンやグリア細胞がどのように相互作用し、複雑な回路カバーしており、若手研究者にとっては生物学、医学、薬学、や組織構造を構築し、最終的に人間の心が存在する脳全工学、社会科学さらには人文学にも関わる幅広い知識と体の機能に統合されるのかを解明するでしょう。健康な脳技術を身につけることが重要になっています。JNS、JSN、と病気の脳に関する知識の蓄積は、脳疾患を予測、予防、

JSBP というユニークな三学会の協力は、NEURO2024 の治療する新しい戦略の開発に貢献します。かつては不治の参加者にとって、そうした脳科学の多様性を体験する上で病とも考えられていた脳疾患あるいは精神疾患に苦しむ

有益なものとなるでしょう。

当事者、さらに社会 全体のためにも脳科学の発展は欠か

また、NEURO2024 では、第 8 回アジア・オセアニア

せません。脳科学の境界は、物理科学や人文科学と融合

神経科学学会連合（FAONS）大会を併 催することになりし、急速に拡大しています。私たち脳研究者は、脳科学がました。本連合は、複数国間の神経科学者の活発な交流

科学、文化、社会の枠を超え、人間の心を読み解くために、を通じて、アジア・オセアニア地域の神経科学研究・教育

未来に向けて前進していくと信じています。

の振興を図ることを目的としています。福岡市には 22 の国際都市を結ぶ国際空港があり、週 800 便以上のフライ

NEURO2024 に参加して、脳科学の新しい潮流を体感
しましょう！

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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大会報告

第 46 回日本神経科学大会

終了報告
第 46 回日本神経科学大会
大会長

福島県立医科大学

医学部

小林 和人

生体機能研究部門

第 46 回日本神経科学大会は、2023 年 8 月 1 日（火）のうちに終わることができました。連日の暑さの中、会～ 4 日（金）までの 4 日間、仙台国際センターにおいて場へ足を運んでくださった方々へ、深く感謝申し上げま

開催されました。第 46 回大会は、1997 年の第 20 回大す。七夕祭りの装飾の中、換気を考慮して地元のアーケー会以来 26 年ぶりに東北地方で開かれ、折しも仙台七夕ド商店街で行った懇親会も、地域との連携に繋がり、大祭の直前での開催となりました。本大会では、七夕祭に

変好評となりました。

あやかり、「銀河に輝く神経科学」の標題のもと、今後とまた、8 月 5 日には、東北大学星陵キャンパスの星陵

も神経科学の分野から、銀河に輝く多数の恒星のようにオーディオトリアムにて、市民公開講座が開催されまし

多くの輝かしい研究成果が生まれることを祈るとともに、た。一般の方や近隣の大学生、大学院生の皆様にご参加

その成果につなげるために有益な活動を展開したいと考いただき、震災後の現場でメンタルヘルスの問題に直接えて計画を進めてきました。具体的には、国内および国関わった専門家のお話を伺うとともに、今後の課題につ

際的な情報収集や人材交流、国際連携、基礎と臨床研究

いて参加者の皆様と話し合う良い機会となりました。8 月の連携も含めた異分野間連携、ダイバーシティーを考慮

26 日には東京の日本科学未来館にて市民公開講座「脳科した多様な研究者の活動支援、若手研究者の育成、研究

学の達人 2023」が開催され、「最先端の脳研究を、驚き

成果の社会への還元などの活動を促進することを目指しのわかりやすさ、面白さであなたに！」をコンセプトに、ました。

4 名の研究者から、それぞれの研究のリアルな面白さを

当初はハイブリッド開催も視野に入れておりましたが、昨今の社会情勢を鑑み、最終的には現地での開催とさせ語っていただきました。多くの来場者からたくさんの質問も寄せられ、大変な盛り上がりとなりました。

ていただきました。4 年ぶりの完全な対面での開催となり、参加者の皆様にご回答いただきましたアンケートにつさまざまな交流や連携の促進に役立ったと思います。プ

きましては、来年以降の大会をさらに充実させるためのレナリー講演 4 題、Brain Prize Lecture 1 題、特別講演参考とさせて頂きます。ご協力をありがとうございまし

4 題、受賞記念講演 5 題、教育講演 14 題、シンポジウム

た。

57 企画（273 題）、一般口演 241 題、ポスター発表 839

最後に、企画と運営にご尽力くださいました組織委員

題、Late-Breaking Abstracts（LBA）によるポスター発会、実行委員会、プログラム委員会、大会事務局の方々、

表 207 題、若手育成塾 19 セッションに、ランチョン大

また本大会の運営をご支援くださいました諸団体、財団、討論会等を加えた、合計 1,600 件を超える発表が行われ企業の皆様に、この場を借りて、心からお礼を申し上げました。会期中には 2,771 名もの方にご参加いただき、ます。来年の福岡大会も、一層充実したものとなること

たくさんの優れた発表と活発な議論が行われ、大変盛況

を心からお祈り致します。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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報 告

2023 年度 日本神経科学学会 臨時社員総会議事録

1. 開催年月日及び時刻

第 2 号議案

監事 1 名の増員に関する件

2023 年 6 月 29 日（木）15:00-15:30

議長は、 現在の監事 1 名に加え、 以下の者を監事として選任することを提案し、 議場に諮ったところ、 議決権

2. 開催場所の過半数を以って可決承認した。

東京都文京区本郷七丁目２番２号 当法人事務所会議室
富田 泰輔
3. 出席社員数
総社員数

100 名

出席社員数

96 名

Web 会議システムは終始異常なく、 以上をもって本日の内訳 ：議事が終了したので、 議長は閉会を宣した。

WEB 会議システムにより出席

68 名

上記決議を明確にするため、 本議事録を作成し、 議事録

委任状出席			23 名作成者が次に記名押印する。

事前の議決権行使		

4名

会場出席			

1名

令和 5 年 7 月 5 日

総社員の議決権数

100 個

一般社団法人日本神経科学学会

出席社員の議決権数

96 個

議事録作成者

代表理事

4. 議長
柚﨑通介
5. 出席役員
理事 ： 柚﨑 通介 ・ 山中 宏二 （以上２名 WEB 会議シス
テムにより出席 ) ・ 礒村 宜和
監事 ： 後藤 由紀
6. 議事の経過の要領及び結果
議長は、 出席者の音声が即時に他の出席者に伝わり、 出
席者が一堂に会するのと同等に適時 ・ 的確な意見表明が互いにできる状態となっていることを確認して開会を宣し、 上記のとおり定足数にたる社員の出席があったので、本総会は適法に成立した旨を述べ、 議案の審議に入った。
【決議事項】
第 1 号議案

理事 17 名の増員に関する件

議長は、 新法人設立時の理事 3 名に加え、 以下 17 名を理事として選任することを提案し、 議長が候補者毎に個別にその賛否を諮った結果、 いずれも議決権の過半数を以って可決承認した。
岡部 繁男

岡本 仁		

加藤

久保 郁		

合田 裕紀子

小林 和人

忠史

高橋 良輔

田中 謙二

花川 隆

林 康紀		

平井 宏和

藤山 文乃

宮田 麻理子

池田（村松）里衣子

村山 正宜

柳沢 正史

渡部 文子

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

臨時社員総会

柚﨑 通介

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報 告

第 10 回脳科学五輪のご報告
第 10 回脳科学五輪日本大会では、コンピュータを用いた CBT 方式で予選大会を行い 40 名の中高生が参加しました。予選を通過した上位 8 名は６月に東京および大阪において開催された決勝大会に出場し、その結果、以下の順位が確定致しました（敬称略）。
8 名の入賞者は仙台で開催された第 46 回日本神経科学学会大会に招待され、大会中に表彰式が行われました。また 1 位の松柳さんは、ブレインビー世界選手権に日本代表として出場し、13 位に入賞しました。みなさん、おめでとうございます！
第 10 回脳科学オリンピック日本大会の最終順位
松柳 佳奈（1 位：日本代表）、都築 啓太（2 位）、淵上 理音（3 位）、島田 和佳（4 位）、鳴神 諒（5 位）、
松本 恋実（6 位）、守安 巧（7 位）、栗秋 健吾（8 位）

第４６回日本神経科学学会大会（8 月 1 日）で行われた表彰式の様子（敬称略）
後列 向かって左から		 小林和人大会長、栗秋さん、守安さん、都築さん、鳴神さん
前列 向かって左から		 奥村ブレインビー委員会委員長、島田さん、松本さん、淵上さん、松柳さん、山中宏二理事長

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お知らせ

年会費の払込票発送のご案内

会員各位
一般社団法人日本神経科学学会事務局

日頃、年会費支払いへご協力頂き誠にありがとうございます。
本年度の年会費が10月20日時点で未納の方宛てには、コンビニまたは郵便局でご利用いただける払込票を発送します。また、現在会員ページよりクレジットカード支払いが可能となっておりますのでご活用ください。

♦ コンビニ・ゆうちょ払込票
日本国内居住者で、引き落とし口座を登録しておらず、2023年10月20日までにクレジットカード決済やお振込みによる年会費のお支払いがなかった方を対象に、コンビニ・ゆうちょ払込票を2023年11月初旬より順次発送いたします。ご自身の支払い状況については会員サイトでご確認ください。

https://membership.jnss.org♦ 口座振替（口座引き落とし）
既に口座振替（お引き落とし）をご登録済みの方は、2023年11月6日（月）に引き落としをさせていただきました。領収書
は、11月10日（金）頃より会員サイトからダウンロード可能です。
新たに口座振替（お引き落とし）を希望される方は、下記サイトをご参照の上、お手続きください。

https://www.jnss.org/payment_bank_auto_8
上記以外のお支払い方法（クレジットカード・郵便振替・銀行振込）、ご請求額や過去の支払状況などについては会員サイ
トをご覧ください。会員サイトから請求書や領収書もダウンロード可能ですので、是非ご利用ください。
■ お問い合わせはこちら
一般社団法人 日本神経科学学会事務局
E-mail: membership@jnss.org

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案 内

『時実利彦記念 賞』
2024 年度募集要領
1. 趣

旨

6. 申込締切日

脳研究に従事している優れた研究者を助成し、これを通2023 年 12 月 22 日（金）必着

じて医科学の振興発展と日本国民の健康の増進に寄与することを目的とする。
7. 選考の方法および採否の通知
時実利彦記念賞選考委員会において審査のうえ、採否を2. 研究テ－マ
脳神経系の機能及びこれに関連した生体機能の解明に意決定し、2024 年 3 月中に採否を文書で通知する。

義ある研究とする。
8. 表彰および助成金の交付
2024 年 7 月に開催される第 47 回日本神経科学大会にお3. 研究助成金「時実利彦記念賞」として賞状および副賞 ( 研究費 )２００万円を授与する。

いて表彰し、研究助成金を贈呈する。
※委任経理とする場合、助成金による間接経費の支払はできません。

4. 応募方法
所定の申請書様式に必要事項を記入し、主要論文のうち9. 申請書提出先・請求先

代表的なもの５篇の別刷それぞれ一部および主要論文リ＜公益信託 時実利彦記念脳研究助成基金 受託者＞

スト、主要招待講演リストを含む申請者略歴書を添付の〒 164-0001 東京都中野区中野 3 － 36 － 16

うえ、下記受託者あて送付する。
申請書および主要論文については印刷物での送付の他、PDF での送付も可とする（印鑑部分はスキャンを使用）。
メールアドレスは本ページ末尾に記載。

三菱ＵＦＪ信託銀行リテール受託業務部
公益信託課
TEL : 0120-622372（受付時間 平日 9：00 ～ 17：00 土・日・祝日等を除く）
メールアドレス : koueki_post@tr.mufg.jp（メール件名には基金名を必ずご記入ください）

5. 応募資格研究者として継続して研究を行っているもの。
時実利彦記念賞に応募される方へ

この基金は、故時実利彦先生夫人の時実伸様が私財を拠出されてのご篤志により実現いたしました基金です。日本
で広く脳研究ができる基礎を固める目標を持たれ、無私の努力をされた時実利彦先生のご意志に沿うよう、わが国で生まれた真に独自性のある優れた研究を助成支援することがこの基金の重要な目的でもあります。
申請書の「本研究課題に関する申請者の業績概要」については、何を問題として捉え、どのような手法を用いてどのような成果をあげたかを、具体的かつ簡明にまとめて記してください。当該分野の研究者だけでなく、なるべく広範囲の研究者に分かる記述にしてください。
「本研究課題に関する内外の研究動向の中での申請者の研究業績の位置づけ」については、世界における関連分野の研究との違い、独自性、優位性等について分かりやすく説明してください。
「本研究課題に関する今後の研究計画」については、短期的な研究計画とともに、中・長期的にどのようにご研究を発展させていくのかについて簡単にご説明ください。
上記この基金の趣旨をご理解いただき、多くの方にご応募くださるようお願い申し上げます。選考に際しては、研究分野・ジェンダーその他のダイバーシティも考慮しておりまして、特に女性研究者からの積極的な応募をお待ちしております。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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案 内

ジョセフ・アルトマン記念発達神経科学賞
募集案内
応募期限：2024 年 1 月 31 日
「成体 脳 のニューロン 新 生」の 発 見者であり、昭 和 天 皇を記 念して創 設さ れ た国 際 生物学 賞を受 賞さ れ た Joseph
Altman 博士が 2016 年 4 月 19 日に逝去されました。Altman 博士の夫人であり、長年 Altman 博士とともに研究を行って来られた Shirley A. Bayer 博士から当学会へ、発達神経科学に関する賞設立を目的とした寄付の申し出がありました。
学会の特別委員会で賞設立に関する詳細が検討され、同年 7 月 19 日に開催された第 90 回理事会において、当学会が本賞を設立し運営することが承認されました。
この度、第 8 回ジョセフ・アルトマン記念発達神経科学賞の募集を行います。
申請応募サイトの開始：2023 年 11 月 1 日
申請応募期限：2024 年 1 月 31 日
■ 賞の範囲■ 受賞者の義務

組織、細胞レベルの発生神経生物学研究。ただし胎生期・受賞年の日本神経科学大会で講演（海外の受賞者で航空発達 期の事象に限定せず、成体ニューロン新生やその生機を利用する場合はエコノミークラスと宿泊費を支給）

理的意義、老化・病態時の変化も含む。
（応用研究は、原則として賞の対象としない。）■ 募集締切日
2024 年 1 月 31 日（水）必着■ 応募資格締切日時点で博士取得後（原則として）20 年以内（日本神経科学学会会員に限定しない）■ 選考の方法及び採否の通知
選考委員会において審査の上、採否を決定し、2024 年 3
月中に採否を通知する。

■ 副賞
１万 US ドル（共同授賞の場合も総額の変更はなし）■ 表彰及び助成金の交付
2024 年 7 月 24 日～ 7 月 27 日に 開 催 さ れる第 47 回 日■ 審査対象本 神 経 科 学 大 会（https://neuro2024.jnss.org/index.

募集締め切り前 5 年以内に発表された応募者が責任著者html） において表彰し、研究助成金を贈呈する。

である論文１本と、その他発表年度に係わらず責任著者又は筆頭著者の論文２本の計３本の論文を審査対象として決定する。なお、総説は審査対象には含まれない。
■ 応募方法Altman Award のサイトから応 募。以下の 3 点をアップロードする。
https://www.jnss.org/joseph-altman-award
1. 募集締め切り前 5 年以内に発表された責任著者論文（1 編 PDF）
2. その他の責任著者または筆頭著者の論文（2 編 PDF）
3. 申請書（これまでの業績の要約を含む）（申請書の書式は HP よりダウンロード可）

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案 内

第 31 回脳の世紀シンポジウムのお知らせ
NPO 法人「脳の世紀推進会議」は現代社会における脳科学の重要性を広く認識していただくため、一般市民や高校生、大学生、院生、若手・中堅研究者及びマスコミや科学技術行政関係者などを主な対象として、
1993 年以来毎年脳の世紀シンポジウムを開催してきました。本年はコロナ感染症に対する制限緩和を受けて対面とオンライン配信のハイブリッド形式で代々木の国立オリンピック記念青少年総合センターを対面会場として 11 月 18 日（土）に開催します。テーマは「睡眠と脳」で特別講演は筑波大学の柳沢正史教授です。続いて「脳を知る」、「脳を守る」、「脳を創る」、「脳を育む」の４分野から最新の研究成果について講演があります。
「脳を知る」分野では夏堀晃世東京都医学総合研究所睡眠プロジェクト主席研究員 、「脳を守る」分野では三島和夫秋田大学医学系研究科精神科学講座教授、「脳を創る」分野では上野太郎サスメド社代表取締役、「脳を育む」分野では玉置應子理研脳神経科学研究センター白眉研究チームリーダーの講演です。これらの講演後、講演者と司会者全員のパネルディスカッションをライブで行う予定です。また、脳の世紀推進会議が主催或いは共催している世界脳週間イベントや脳科学オリンピックに高校生時に参加した学生からのビデオレターの放映もあります。これらのプログラムの詳細は脳の世紀推進会議のホームページ (https://www.braincentury.
org) で御覧いただけます。ハイブリッド形式のため事前の参加登録が必要ですが、これもホームページから登録可能です。日本脳科学関連学会連合からは協賛いただいておりますので、皆様におかれましては是非ご参加いただくとともに関係する方々に広く広報していただければ幸いです。宜しくお願い致します。

睡
眠
と脳
31

水澤英洋

脳の世紀推進会議理事長／日本脳科学関連学会連合元代表

第回脳の世紀シンポジウム

対面開催・
ライブ配信

オンデマンド配信

2023年11月18日（土）10：00～16：30

2023年11月24日（金）～12月24日（日）国立オリンピック記念青少年総合センター 東京都渋谷区
代々木
主催
共催
協賛
後援

NPO法人 脳の世紀推進会議

公益財団法人ブレインサイエンス振興財団／国立研究開発法人理化学研究所脳神経科学研究センター
日本脳科学関連学会連合
朝日新聞社

10：00～10：10

開会挨拶 水澤 英洋（NPO法人脳の世紀推進会議 理事長）

10：10～11：10

特別講演

睡眠の謎に挑む：原理の追求から社会実装まで

11：15～11：55

脳を知る

睡眠覚醒に伴う脳のエネルギー代謝活動

11：55～13：10

昼食休憩
ビデオレター「世界脳週間イベントを開催した高校生の体験記」
ビデオレター「脳科学オリンピックで入賞した高校生の体験記」

13：10～13：50

脳を守る

13：55～14：35

脳を創る

14：40～15：20

脳を育む

15：30～16：20

パネルディスカッション

16：20～16：30

柳沢 正史（筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構（WPI-IIIS）機構長・教授）

夏堀 晃世（公益財団法人 東京都医学総合研究所 睡眠プロジェクト 主席研究員）

眠りがもたらす脳と心の健康

三島 和夫（秋田大学大学院医学系研究科 精神科学講座 教授）

デジタル技術による持続可能な医療上野 太郎（サスメド株式会社 代表取締役）

ヒトの睡眠と学習・記憶

玉置 應子（国立研究開発法人理化学研究所 開拓研究本部／脳神経科学研究センター 理研白眉研究チームリーダー）

閉会挨拶 大隅 典子（NPO法人脳の世紀推進会議 副理事長）

柳沢 正史

夏堀 晃世

三島 和夫

上野 太郎

玉置 應子

申込方法 下記のホームページ上のフォームからお申し込みください。

申込・お問合せ 第31回脳の世紀推進会議運営事務局 株式会社アクティブネット内〒135-0063 東京都江東区有明3-6-11 TFTビル東館9階
TEL：03-3570-6072 FAX：03-3570-6073 E-mail：brain31@activenet-tv.jp

https://www.braincentury.org/

画像をクリックすると、脳の世紀の web サイトでポスターを拡大表示します

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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案 内

Neuroscience Research 特集号の論文募集：
ビッグデータは神経科学を変えるのか？
計測技術の驚異的な発展により、これまでにないような莫大なデータ ( ビッグデータ ) を脳から収集することが可能になりました。ビッグデータは研究分野を大きく変えうるものです。例えば、ビッグデータは人工知能分野 (AI) を大きく変えました。ビッグデータの活用に着目することにより、深層学習をはじめとする
ニューラルネット技術は大きく発展し、ニューラルネットは機械学習の主要技術になりました。さらに、機械翻訳や Chat GPT など AI 技術は私たちの生活をも変えようとしています。では、神経科学にとってビッグデー
タは何を意味するのでしょうか？ 脳をよりよく理解するためには、このビッグデータをどのように活用すればよいのでしょうか？
本特集号では “ビッグデータによって神経科学がどのように変わりつつあるのか？” という問いに関連した論文を募集しております。本特集号は第 46 回日本神経科学大会 (Neuroscience2023) で開かれたエルゼビ
ア /NSR シンポジウム “ビッグデータは神経科学を変えるのか？” を記念したものになります。ただし、論文の著者は必ずしもこのシンポジウムの参加者である必要はありません。
以下の 2 種類の論文を投稿できます。
(a) オリジナルな研究成果を発表する研究論文。
(b) 最近の研究、データ、技術などについての総説。
投稿される論文は “ビッグデータは神経科学を変えるのか？” という問いに関連する必要があります。以下のようなトピックが想定されますが、必ずしも これらに限定されるものではありません。
1. ビッグデータを得るための技術 ( 計測技術 )2. ビッグデータの活用するための技術 ( データベース、データ分析の手法など )3. ビッグデータ解析を行った神経科学の研究事例
詳細な投稿規定は Neuroscience Research 誌に準じます ( 詳しくは Guide for Authors https://www.
elsevier.com/journals/neuroscience-research/0168-0102/guide-for-authors をご覧ください )。
締め切り：2024 年 2 月末
Guest Editor: 小林亮太（東京大学）、中江健（自然科学研究機構）
Contact Information: r-koba@k.u-tokyo.ac.jp

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Neuroscience Research ハイライト

小鳥の歌と地鳴きに関連した大脳基底核ニューロンの発声準備活動
東京大学大学院医学系研究科

梅本 祥央

帝京大学先端総合研究機構

柳原 真

帝京大学先端総合研究機構

岡ノ谷 一夫

小鳥の歌は、個体間の音声コミュニケーションに用いられますが、オスの小鳥は他個体が存在しない状況であっても歌をうたうように強く動機づけられています。大脳基底核のニューロンが、歌の発声に先行して発声準備活動を示し、しかも、歌と異なる地鳴きを発声した場合に比べてより早く準備活動が始まることを見出しました。

小鳥の発声は歌と地鳴きの２種類に大きく分けられます。

声するためです（図１）。ブンチョウは短い音の要素が高速

歌は比較的長く続く複雑な鳴き声で、多くの場合オスがメスで繰り返されるトリルを発声し、しばしば１秒以上にわたっに向けて求愛のためにさえずります。小鳥はそれぞれの種にて持続することもあります。他個体がいる場合には威嚇行動

特異的な歌をうたいますが、歌をうたうためには同種の成鳥や親和行動に伴ってトリルを発声し、その速さは行動文脈にから歌を学ぶ必要があります。これに対して、地鳴きはかな

よって変化することから、トリルは情動発声の一種と考えらり短く特定の行動文脈において発せられる学習によらない発れます [5]。ここでは、歌をうたう時とトリルを発声する場声です。幼鳥のオスは臨界期と呼ばれる生後の発達期に歌を合で大脳基底核 Area X のニューロン活動にどのような違い学習します。感覚学習期と呼ばれる時期に、幼鳥は親鳥がうが見られるかを調べました。

たう歌を聴き憶え、引き続く感覚運動学習期に繰り返し歌のブンチョウの基底核 Area X に慢性的に電極を埋め込み、発声練習をおこないます。この時、聴き憶えた歌と自己が発防音箱の中で自由に行動しているブンチョウが歌やトリルをする歌との誤差を小さくするように自己の発声を修正し、最発声している時のニューロン活動を計測しました。大脳基底終的には聴き憶えた歌と同じ歌をうたえるようになります。

核 Area X の神経細胞は、発火特性の違いから細胞タイプを脳の局所破壊実験の結果などから、歌の学習には大脳基底核

分類することができ、線条体型と淡蒼球型の細胞の存在を確の Area X と呼ばれる領域が必須であることが知られていま認できました。いずれのタイプのニューロンも歌に関連したす。この基底核領域は運動前野 HVC から入力を受け、視床神経活動の変化を示し、歌の開始に２秒程度先行して神経活を経由して皮質運動野へ情報を送ることで大脳皮質 - 基底核動が上昇することを見出しました。さらに、線条体ニューロ回路を形成しています。

ンの中には、歌の開始に７秒程度先行して神経活動が緩やか

歌をうたっている小鳥の脳内からニューロン活動を計測に上昇する細胞も見られました（図２）。これに対して、トした研究から、運動前野 HVC や基底核 Area X の細胞は歌リルの発声に関連した活動を示したニューロンは、トリルのに関連した神経活動を示すことが知られています [1-3]。運発声開始に１秒程度先行した神経活動の上昇を示しました。

動前野 HVC の細胞は発声に先行して神経活動を上昇させる
ことから、この活動は発声の準備に関わると考えられます。
同様に、基底核 Area X においても歌の開始に先行して神経活動を上昇させる細胞の存在は報告されていますが、その性質の詳細はよくわかっていませんでした。大脳基底核 Area
X は、 運 動 前 野 HVC 以 外 に も、 中 脳 の 腹 側 被 蓋 野・ 黒 質
VTA/SNc からドーパミン入力も受けており、これらの領域
から発声の準備や開始、動機づけ等に関連した入力を受けている可能性があります。
同じ発声であっても、学習によって獲得された歌をうたう場合と地鳴きを発声する場合では、発声に対する準備状態
や動機づけが異なり、その違いが発声に先行する神経活動に反映されている可能性があります。本研究では、ブンチョウという小鳥を対象として、大脳基底核 Area X の神経活動を計測し、歌と地鳴きに関連する神経活動の比較をおこないました [4]。小鳥の歌の学習や運動制御の神経機構を調べる研
究では、キンカチョウやジュウシマツを対象とすることが一
般的ですが、本研究ではブンチョウを研究対象としました。
これは、ブンチョウが複数の異なる音要素が配列された歌をうたうことに加えて、トリルと呼ばれる特徴的な地鳴きを発

図１. ブンチョウの地鳴きトリル（a）と歌（b）のサウンドスペ
クトログラム。
（参考文献 [4] より改変）

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News22

図 2. 歌の開始に先行して神経活動の変化を示した大脳基底核ニューロン。
（参考文献 [4] より改変）
つまり、歌を発声する場合の方が、トリルの発声に比べて、

3 . G o l d b e r g , J . H ., A d l e r, A ., B e r g m a n , H ., a n d

かなり早い時点で基底核において発声準備活動が始まると考Fee, M.S. (2010). Singing-related neural activity

えられます。これまでに、基底核 Area X へ投射する運動前

distinguishes two putative pallidal cell types in the

野 HVC の細胞は歌に１秒程度先行した活動の上昇を示すこ

songbird basal ganglia: comparison to the primateとが報告されていますが、本研究によって基底核 Area X のinternal and external pallidal segments. The Journal

活動はそれよりもかなり早く活動の変化が生じていることがof neuroscience : the official journal of the Society for

分かりました。このことから、運動前野以外の入力、例えば、

Neuroscience 30, 7088-7098.

腹側被蓋野・黒質からの直接入力や視床下部からの間接入力

4.Umemoto, S., Yanagihara, S., and Okanoya, K.

によって、歌に先行する緩やかな活動の変化が基底核で引き(2022). Durations of preparatory motor activity in the

起こされていると考えられます。基底核への様々な入力がど

avian basal ganglia for songs and calls in a species ofのように影響して歌と地鳴きという異なる発声の開始につな

songbirds. Neuroscience research 181, 66-73.

がるのか、その神経機構の詳細を明らかにしていくことが今

5.Furutani, A., Mori, C., and Okanoya, K. (2018). Trill-

後の課題として残されています。

calls in Java sparrows: Repetition rate determines
the category of acoustically similar calls in different
behavioral contexts. Behav Processes 157, 68-72.

【紹介論文】
U m e m o t o S , Ya n a g i h a r a S , O k a n o y a K . 2 0 2 2
Durations of preparatory motor activity in the avian
basal ganglia for songs and calls in a species of
songbirds. Neurosci Res. 181:66-73.
https://doi.org/10.1016/j.neures.2022.03.008【参考文献】
1.Rajan, R. (2018). Pre-Bout Neural Activity Changes
in Premotor Nucleus HVC Correlate with Successful
Initiation of Learned Song Sequence. The Journal ofneuroscience : the official journal of the Society for
Neuroscience 38, 5925-5938.
2.Hessler, N.A., and Doupe, A.J. (1999). Singingrelated neural activity in a dorsal forebrain-basal
ganglia circuit of adult zebra finches. The Journal ofneuroscience : the official journal of the Society for
Neuroscience 19, 10461-10481.

学会機関誌Neuroscience Research に発表された研究を紹介するコーナーです。
優れた論文のご投稿をお待ちしています。
【お問い合わせ】
Neuroscience Research編集部
E-mail: editnsr@jnss.org

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News

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学術変革領域「行動変容生物学」領域
行動変容を創発する脳ダイナミクスの解読と操作が拓く多元生物学

東京大学大学院医学系研究科
教授

松崎 政紀

2022 年度から、科学研究費助成事業・学術変革領域研究 (A)「行動変容を創発する脳ダイナミクスの解読と操作が拓く多元生物学」（行動変容生物学）の研究領域を推進することとなりました。この場をお借りして、日本神経科学学会
会員の皆様に、本研究領域につきましてご紹介させていただきます。
人の行動変容の過程では、多次元な行動変容、目標とすすることを目指して発足いたしました。関連回路のダイナ

る行動変容だけでなく、動機付け、葛藤、成功の喜びなど

ミクスがどのような原理で作動することで行動変容が創発の内的状態と関連して“いそうな”顔面運動などの変容が現されるのか、この関係性は個体間、また健常個体と疾患個れることを、私たちは経験的に知っています。他人のそれ体の間でどのように異なるのか、関連回路の動態を直接的を見て、その人の内的状態や、目標とする行動変容がこれに操作、または行動介入により間接的に操作できれば、望から起こるのかなど“ある程度”推測できます。これはヒト

ましい行動変容を促進できるのかを、大域情報フロー・細に限らず多くの動物種にも共通するはずですが、マウスの胞ロジックのレベルで解明していきます。

ような小動物で微細な行動変容を計測することは困難で、上記の目的のために、げっ歯類、サル、ヒトの多次元

多くの研究で見逃されてきました。しかし、この数年のAI

行動変容データと高品質な多次元脳動態データをできるだ

技術の飛躍的進展により、ビデオデータだけからマウスのけ網羅的に計測し、取得データを標準化して解析する革新

目、ヒゲ、舌、顎の動きなどが高精度に抽出可能となって的手法によって、行動変容を創発する細胞機能構築と情報きました。

処理原理を明らかにしていきます。このことで、神経生物

そこで本研究領域は、新学術領域研究「脳情報動態」

学に新たな変革と転換をもたらし、動物行動学や行動科学（2018～2022年度、代表・東京大学・尾藤晴彦教授）にと融合した行動変容生物学を創成します。そして、さらなおける多次元脳活動動態の計測・解析・モデル化の成果にる将来に向けた多元生体情報学と、脳参照アーキテクチャ

基づき、その後継領域として、多次元の行動変容と行動変（BRA）に基づくAIの礎を築いていくことを大きな目標と容を創発する脳のダイナミクスの関係性を“定量的”に解明して掲げました（図１）。

図 1. 領域研究概要に関する図2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News

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領域の研究項目はA01「行動変容の広域脳動態」

本領域の総括班活動の課題として、行動、神経活動と、A02「広域脳動態と局所脳動態の相互作用」によってデータをいかに高品質計測するか、得られた画像データ構成されます。A01では、行動変容を創発する全脳レベルをいかに標準化して共有化し、最先端の解析を進めるの活動を計測し、多次元行動変容と各回路内、回路間でのか、そして、いかに革新的プラットフォームを構築しダイナミクスを関連付けます。A02では、広域脳活動に限て、生物学、医学、物理学・情報科学の研究者や若手

らず、単一細胞・単一シナプスレベルでのダイナミクスを学生にアピールし、次世代研究への飛躍的展開と次世多次元行動変容と関連付け、局所回路内、領域間での情報

代研究者育成を実現するか、ということに力点を置いての流れを厳密な細胞構築に基づき理解するとともに、行動います。そのためにこれまでの領域会議では、データ解変容を創発する脳回路のモデル化を行います。A01の計画

析に関する技術ワークショップを開催し、情報共有と班では、春野 雅彦（情報通信研究機構）が「社会行動の行

技術の底上げを図っています。本領域では2023年3月

動変容を生む脳ダイナミクスの解読と操作」を、Aurelioに第1回国際シンポジウムを行いましたが、このシンポジ

Cortese（ATR脳情報通信総合研究所）が「Metacognitive

ウムに合わせて、今 や動物行動の画像 解 析に必須となっ

control of the neural signals that shape behaviour

たDeepLabCut やCEBR Aという最新の神経活動ダイナ

changes」を、井上 謙一（京都大学）が「行動変容を支え

ミクス解析法について、これらの開発者である、スイスのる広域脳ネットワークの構造解明とその制御」を、石田 綾

Alexander Mathis博士とMackenzie Mathis博士による（理化学研究所）が「発達とその障害における行動変容とワークショップを行いました。加えて、強化学習理論の専広域脳動態の解明」を、山川 宏（東京大学）が「脳参照ア

門家である、フランスのStefano Palminteri博士と彼の研ーキテクチャを用いた行動変容の分析」を推進していきま

究室の若手研究者による、強化学習モデル構築ワークショ

す。A02の計画班では、松崎が「行動変容の基盤となる認ップも行いました。会場において、学生からPIまで自分の知・記憶回路動態の解明」を、喜多村 和郎（山梨大学）がノートPCを使って解析を行いその威力を実感できたこと「行動変容の表出を規定する運動回路動態の解明」を、田は、大変有意義であったと感じています。

中 康裕（玉川大学）が「行動変容を導く皮質－皮質下相互2023年度からは新たに20名の素晴らしい公募班員を迎作用」を、中江 健（自然科学研究機構）が「脳回路動態にえ入れることができました。行動変容を創発する脳のダイ

基づく行動変容の標準化」を進めていきます。これらの研ナミクスの解明に向けて、一層の連携を深めてまいりたい究を領域内の強い連携によって推進することで、健常人やと考えています。日本神経科学学会の皆様にも本領域の活患者の健康行動変容のテーマである「望ましい行動変容を動にご協力、ご支援、ご指導を賜りますよう、何卒宜しく促進する」方法を、生物学的理解に基づいて開発できるよ

お願い申し上げます。

うになることを期待しています。

第 1 回国際シンポジウム（京都）2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News

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研究室紹介

研究は国境や分野、常識を越えて情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所
遺伝形質研究系 多階層感覚構造研究室
教授

米原 圭祐
keisuke.yonehara@nig.ac.jp

https://www.nig.ac.jp/nig/ja/research/organization-top/laboratories/yonehara
2021 年 10 月に 13 年ぶりに欧州から本帰国して静岡県
三島市の国立遺伝学研究所（以下、遺伝研）に研究室を構えました。研究室名は多階層感覚構造研究室と名付けました。これは、視覚を始めとする感覚機能は神経回路の構造に裏打ちされると仮定し、その構造原理を遺伝子から分子、細胞、回路、演算、脳機能までの様々な階層において理解し、それらを有機的に繋げることで、脳機能の創発原理を理解し、更には神経疾患の原因解明や神経系の進化の理解にまで繋げたいという壮大な目標を込めたものです。2015 年 2 月
からラボを主宰しているデンマーク王国オーフス大学ダンドライト研究所とはクロスアポイントメントをしています（オーフス大学２割、遺伝研８割）ので、しばらくは２カ国間を行ったり来たりの生活をしています。2023 年の前半だ
けでも、博士学生の PhD ディフェンスが２件あったこともあり、４往復しました。オーフス大学の研究室紹介は 2018
年 No.4 の神経科学ニュースに” デンマーク王国 米原研究室” というタイトルで書かせて頂きましたので、それまでの研究についてはそちらをご参照下さい。
遺伝研のある三島市は日本の象徴である富士山、人気の温泉地である箱根や伊豆、さらには駿河湾に開けた、お魚が新鮮な沼津などの錚々たるシンボルに囲まれています。三島
市の名物は富士山の伏流水で臭みを抜くことで美味しくなるウナギで、遺伝研は桜の名所です。このように、遺伝研は日本の良さを凝縮したようなエリアにあります。その一方で、新幹線ひかりで東京駅まで 44 分、新横浜駅まで 26 分
程度と、首都圏からも十分通勤できる場所に位置しており、週末に東京で遊んでくることも容易です。新幹線より時間はかかりますが、高速バスなら新宿や横浜にその半額で往復できます。デンマークではアパートに湯船がないのが一般的でしたし、美味しいお寿司を食べるのは難しかったので、今では 2 日おきに寿司を食べたり、毎週 2 回温泉に通うな
ど生活をフルに満喫しており、ここに永住しても良いと思っています。実際、三島市の中心に建設中の新築タワマンを先週に契約してしまいました。
大変幸運なことに、日本に帰国する直前に JST さきがけ
（多細胞領域）及び帰国発展研究を頂くことができましたし、その他にも頑張って日本の民間財団の助成金に帰国前から沢山応募し、大変有難いことに 10 を越える助成金を頂くことができました。これらの資金をフル活用してラボのスター
トアップを速やかに完了することができました。帰国直後に摘出網膜用および生体内用の２光子イメージング用顕微鏡、計 2 台及び多光子励起用レーザー 2 台や、その他の分子生物学実験やウイルスベクター作製に必須な機器類を揃えることができました。また、デンマークの規格外に優秀な日
本人ポスドクの方々も続々と遺伝研に移籍してくれており、松本彰弘さんが助教として、徳岡広太さんが学振ポスドクとして遺伝研に参加してくれており、来春には現在 Lundbeck
ポスドクである山本悠さんが異動してくれる予定です。記事を書いている 2023 年 8 月現在では、遺伝研のラボメンバー
は１２名（教授１、助教１、技術職員１、JSPS ポスドク１、
総研大生２、技術補佐員４、秘書２）、オーフス大学は９名（私の他にポスドク２、大学院生１、リサーチアシスタント１、
学部生１、技術補佐員１、学生バイト２）の陣容です。さらに、つい先日に総研大遺伝学コースに合格した 2 名の学生（日本人とデンマーク人）が 2024 年 4 月からラボに参加する予定です。遺伝研でポスドクとして研究することに興味のある方は、学振あるいは遺伝研博士研究員の制度（https://www.nig.ac.jp /nig /ja/career-development/2024nigpostdoc）が利用できます。
研究費に恵まれたデンマークを後にして日本になぜ帰ってきたのか、よく聞かれます。日本の QOL の高さに加えて、私は当初から海外で修行と実績を積んだ後は日本に帰って後進の育成に励みたい、日本の科学の発展に貢献したいと い う 思 い が（ あ ま り 口 外 は し て い ま せ ん で し た が ） 強
くありました。また、バーゼルでのポスドク時代の恩師のBotond Roska 博士（当時は FMI のグループリーダー、現
在は Institute of Molecular and Clinical Ophthalmology
Basel の所長。最近、失明した患者の網膜に AAV で光遺伝学ツールを導入し、視覚機能を一部回復させた：Sahel etal., Nature Medicine 2021）の影響により、いつかはマウスで得られた知見をヒトのシステムの理解に繋げるような研究を行い、また失明を含めた視覚系疾患の治療法開発まで自分の手で行いたいという思いが強くなり、橋渡し研究に有効な動物モデルであるマーモセットを自由に使うことのできる日本で研究をしたいと思っていました。現在、遺伝研にマーモセットの飼育実験施設を整備中です。マーモセットを用いて、主に２つのラインの研究を行う予定です。１つ目はこれまでマウスで行ってきたような網膜や視覚中枢の神経回路の基礎実験です。マウスとサルの視覚系にはいくつか顕著な違いがあり、例えばサルやヒトには中心窩という高解像の視力を可能とする構造がある点、立体視が顕著である点、昼行性であり色がよく見える点などがマウスとの主な違い
で、これらを研究するためにはサルを使う必要があります。
まずは、マウスとマーモセットでセルタイプやそれらの神経接続の比較や、方向選択性などの基本的な演算機構の比較を行う予定です。生体内イメージングや生体内ゲノム編

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News

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集による分子の標識と操作、分子ツール送達のためのウイ
ルスベクター開発などを組み合わせることで、マウスで行っているような精度の基礎研究をマーモセットで行いたいと考えています。このような研究により、視覚機能の創発原
理のみならず、多様性まで理解することを目指しています。
２つ目は、ヒト遺伝子治療に有用なウイルスベクター開発や新規遺伝子治療法開発を、マーモセットを用いて行う研究です。マウスで開発したウイルスベクターは霊長類では同様に機能しないことが多いことが分かっています。このような野心的な研究に必要な資金を研究グラントだけで賄
うのは厳しいと予想しており、ボストンのバイオテック業
界の友人 Peixin Zhu 博士と二人で遺伝子治療法開発を目指したベンチャー企業を立ち上げる予定です。幸いなことに、遺伝研所長の花岡文雄先生や副所長の仁木宏典先生からもベンチャー立ち上げ準備に関してこれまで全面的にバックアップして頂いています。順調に行った場合は研究室の活動にも利益を還元したいと考えています（本当の夢は Botond
Roska 先生のように、いつか自分の研究所を作ることです）。
マーモセットを用いた新しい研究に加えて、従来のマウスの視覚系の研究も継続しています。遺伝研には管理の行き届いた広大な動物飼育施設と、ゲノム編集によるマウス作成を安価で行ってくれる小出剛先生率いる変異マウスユ
ニットがあり、マウスの研究をするには国内有数の恵まれた研究機関であると考えています。さらには最近遺伝研を退官された相賀裕美子先生のラボで長年ジーンターゲティン
グマウス作成を行ってきた技術補佐員の大久保明美さん（クローニング担当）と遺伝研技術職員の木曽誠さん（ES 細胞
培養と移植担当）が米原研に参加して下さったため、ラボ内
で ES 細胞からジーンターゲティングマウスの作製も開始しました。オーフス大学ではマウスモデルの作製に苦労していたため、これまでの弱点が全て強化されたと考えています。
また、遺伝研でデグロンによる急速タンパク質分解法を開発された鐘巻将人教授と共同でマウスやマーモセットの中枢
神経系に応用する研究も始めるところです。
今年から国際先導研究に記憶メカニズムの多次元解析というテーマで採択していただいています（https://plaza.
umin.ac.jp/mamm/）。京都大学の林康紀先生を研究代表とし、慶應義塾大学の柚崎通介先生、東京大学の池谷裕二先
生、生理研の根本知己先生、新潟大学の三國貴康先生、遺伝研（現・理研 CBS）の久保郁先生、遺伝研の米原を国内パートナーとし、海外パートナーとして Daniel Choquet 先生
率 い る Bordeaux Neurocampus, Ryohei Yasuda 先 生 率
いる Max Planck Florida Institute から成るコンソーシア
ムです。先日、第一回のリトリートを御殿場の時之栖で開催しました。会場の選定からプログラム作製、参加者の招待と旅程調整、当日の運営など含め、多岐に渡る業務を急遽雇った山梨奈津子さんという英語が堪能で非常に優秀な秘書さんと、ほぼ 2 人でこなしました。準備はかなり大変でしたが、リトリートで活発な討論が行われ盛況に終わり、次回のリト
リートは海外で行われることが話し合われ、非常に良い経験を積みました。コンソーシアムの目標は若手研究者の人材育成で、とりわけ国際的に活躍できる PI を多く輩出したいと考えています。これらのパートナーラボに所属する学生やポ
スドク、その他若手研究者には、海外のパートナー研究所に短期あるいは２− 3 年の長期で留学するためのフェローシッ
プに応募する権利が生じます（給料も現地のスタンダードに合わせた良い内容です）ので、このような勢いがありサポー
ティブなラボから構成されるコンソーシアムの中で切磋琢磨しながら自分の才能をインキュベートして国際的に開花させることに興味のある方は、気軽にお声がけ下さい。
こ の 活 動 に 加 え て、 遺 伝 研 の 留 学 生 担 当 を 拝 命 し て おり、 海 外 で の 経 験 を 活 か し て 研 究 の 国 際 化 に 尽 力 し た いと 考 え て い ま す。 重 要 な 活 動 と し て NIG Global Scholar
Selection（https://www.nig.ac.jp /nig /phd-program/
admissions-top/admissions/nig-gs） を 担 当 し て お り、
これは国費を財源として留学生をフルファンディングで 5年間大学院生として雇用するシステムです。また国内、海外含めて、大学院生には月に 1 万円で借りられる学生宿舎が提供され、またリサーチアシスタントとして月に 6 万円程
度の給料が出るため、贅沢をしなければ三島での生活は可能です。ただ、全ての大学院生にしっかりとした給料を提供するシステムを作ることは日本として急務であると考えています（セレクションは今より多少厳しくなるとは思いますが）。デンマークでは大学院生には 650 万円を超える給料が支払われていますし、オーフス大学の米原研のラボの大学院
生も家や電気自動車を所有していました。国際的な人材の流動性が高い世界的状況を考慮すると、このままでは日本の国
際競争力の益々の低下は免れない危機的な状況であると考えています。微力ながらも自分にできることは貢献して参りたいと思います。
最後になりましたが、これまで研究のサポートをして頂いた先生方に感謝いたします。東京大学農学部の元教授の西原真杉先生には研究を楽しむ機会を与えて頂きました。東京工業大学（私が大学院生当時は基生研）の野田昌晴先生には研究者としての心構えを中心として文字通り大変厳しく鍛えて頂き、また私が沼－野田の研究の系譜にいるという事
実は、もっとしっかり考えてやらないといけないという研究哲学のバックボーンとなっています。バーゼルの Botond
Roska 先生には先まで考えるビジョンの重要さ、限界を自分自身で押し広げていく重要性、常識を越えていく強さ、基礎と応用を両輪で進める凄さと巧さを教えて頂きました。ダンドライト所長の Poul Nissen 先生には初めてのラボを立ち上げるに当たり研究所としての惜しみないサポートを頂きました。日頃の研究生活を暖かくサポートしてくれる家族にも感謝します。また、本原稿を執筆する機会を頂いた筑波大学の高橋阿貴先生に感謝いたします。

遺伝研のラボメンバー。右から4人目が本人。
（2023年4月撮影）

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News27

神経科学トピックス

統合失調症の新しい病態仮説：巨大な樹状突起スパインの出現

理化学研究所 脳神経科学研究センター 多階層精神疾患研究チーム
客員研究員

小尾（永田）紀翔

統合失調症の原因は未だ解明されておらず、これまで様々な病態仮説が提唱されてきました。本研究では、統合失調症モデルマウスと統合失調症患者由来の死後脳に共通して観察された巨大な樹状突起スパインの出現が統合失調症の病態生理を説明し得る新たな仮説となることを示しました。
統合失調症の病態生理は未だ十分に解明されていませんが、に検証しました。

大規模ゲノム解析や患者死後脳を用いた研究結果はシナプスにそまず、パッチクランプ法と、スパインレベルの空間解像度での責任因子が潜む可能性を示唆しています。本研究は、シナプス

シナプス入力を再現することが出来る2光子アンケージング法、のどのような要素が統合失調症の原因となり得るのか、という疑さらにCa2+イメージングを組み合わせることで、グルタミン酸ア問を基に始まりました。まず我々はSETD1A Knockout model

ンケージング刺激により発生するCa2+流入を計測し、スパインのとDISC1 Knockdown modelという2つの統合失調症マウスモデ

大きさがスパイン内の脱分極に与える影響を検証しました（図ルの、樹状突起スパインというシナプス後部を形成する構造の形1A）。本実験により、スパインがある一定以上の大きさを超え

態解析を行い、2つのモデルマウスに共通する表現型として、ス

ると、アンケージング刺激により生じるCa2+流入は線形を超えてパインの直径が有意に増加していることを見出しました。この発急峻に大きくなる現象が認められました（図1B）。次に、著し見を原動力として、スパインの“大きさ”と神経発火にどのようないシナプス入力増幅効果を持つこのスパイン群を巨大スパインと関係があるのか、検証する運びとなりました。
シナプスは1つの神経細胞に約1万個存在し、このシナプスへのまとまった入力により神経細胞の膜電位が上昇し、神経発火が起きます。情報を新たに別の神経細胞に送るために重要なこの流れをSynaptic integrationと呼びますが、これまでの研究で、樹状突起スパインの数、シナプス入力のタイミング、そしてスパイン間の距離という数・時間・空間の3つの要素を中心に、Synaptic integrationの研究は深められてきました。しかしながら、個々の樹状突起スパインの“大きさ”がどのように神経発
火に関与するのかということは十分に分かっていませんでした。
そこで我々は、スパインの大きさという観点からシナプス入力が如何に統合され、神経発火を引き起こすのかということをはじめ

図 1.
A. 2 光子スパインアンケージングによって発生したスパイン内
Ca2+ 流入の一例。
B. AICc（赤池情報量基準）により、スパイン直径とスパイン内で観察される Ca2+ 流入の関係は、線形ではなく、シグモイド関数で示されることが明らかになった。急峻な Ca2+ 流入の増加が認められる直径 0.8 μ m 以上のスパインを巨大スパインと定義した。

図 2.
A. 巨大スパイン群と通常の大きさのスパイン群をアンケージング
刺激することで発生させた Synaptic integration の一例。巨大スパ
インは少ないスパイン入力で樹状突起スパイクと神経発火を引き起こす。
B. 巨大スパインを介したシナプス入力は、樹状突起上で発生する
Ca2+ スパイクという電位増幅効果を必要とせず、神経発火を引き起こす。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News28

定義し（直径0.8μm以上）、巨大スパインがSynaptic

本研究の意義は、Synaptic

integrationという研究分野にス

integrationに与える影響を検証しました。通常の大きさのスパ

パインの大きさという要素を取り入れたこと、そしてシナプス入イン群と巨大スパイン群にアンケージング刺激を行い、複数スパ

力の“一致”を検出する興奮性ニューロンの性質を変えてしまう巨

インへの入力が神経発火に与える影響を比較したところ、巨大ス

大スパインの出現が統合失調症の病態生理の一端を担う可能性を

パインを介した入力は、通常の大きさのスパインと比較し、より示したことです。本研究を経て、シナプス入力が神経発火を生み少ないスパイン入力で神経発火を引き起こすことが明らかになり出す精緻なメカニズムに感銘を受け、現在はヒトニューロンにおました（図2A）。さらに、薬理学的な検証と、巨大スパインのけるSynaptic

A M PA 受 容 体 や N M DA 受 容 体 の コ ン ダ ク タ ン ス を 組 み 込 ん だて、どのような差異があるのか研究を進めています。

integrationに注目し、げっ歯類や霊長類と比べSingle cell modelによる検証を経て、巨大スパイン入力による神経発火は、本来発火に不可欠なCa 2+ スパイクという樹状突起【掲載ジャーナル】

上で発生する電位増幅効果を必要とせず、神経発火を引き起こす

論文タイトル：ことが明らかになりました。（図2B）。

Distorted neurocomputation by a small number of extra-

数あるシナプス入力を絶えず受け続けている中、ごく短い時

large spines in psychiatric disorders.

間の中で十分なシナプス入力を受けた時のみ発火する性質が興奮

著者：

性ニューロンの本質だとするならば、巨大スパインの出現は無秩

Kisho

序な神経発火を引き起こし、脳機能の破綻の一要因となり得るの

Matthew L. MacDonald, Kenneth N. Fish, Katsuya Ozawa,

ではないかと仮説を立てました。実際に統合失調症モデルマウス

Kenichiro Nagahama, Tsukasa Okimura, Shoji Tanaka,の前頭前野における自発的な神経発火を計測すると、野生型に比Masanobu Kano, Yugo Fukazawa, Robert A. Sweet, and

べて有意に発火頻度が上昇していました。また、巨大スパイン数

Akiko Hayashi-Takagiの比率と統合失調症様行動の一つであるWorking memoryの間

掲載誌等：には負の相関があることが明らかになり、この巨大スパインの増Science Advances 2023, 9(23):eade5973.

加を光遺伝学的手法で抑制することで、Working memoryの低https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade5973

Obi-Nagata,

Norimitsu

Suzuki,

Ryuhei

Miyake,下が抑制されたことから、巨大スパインがモデルマウスの統合失調症様行動を説明し得ることが示唆されました（図3A）。

【研究者の声】

最後に、巨大スパインの増加という現象がヒトでも観察され

統合失調症の発症メカニズムを明らかにしたいという気持ちを原るのか検証するため、統合失調症患者由来の死後脳データを解析

動力に、一つの細胞に数％しか存在しない巨大スパインに出会うしたところ、健常群に比べて有意に巨大スパインが多いことが明ため、昼夜問わず実験を繰り返し、ついに論文としてまとめるこ

らかになりました（図3B）。

とが出来ました。本研究が統合失調症の病態理解に少しでも踏み込めたものになったのなら、これ程嬉しいことはありません。本
研究の遂行にあたり、全力の指導を頂いた理研CBS・多階層精神疾患研究チームの林朗子先生、電気生理を基礎から教えて頂いた
鈴木紀光先生、何度も実験をサポートしてもらった医学生の三宅
隆平君、そして本研究にご協力頂いた共著者の先生方には、感謝
してもしきれません。この場を借りてお礼を申し上げます。
【経歴】
2017年、群馬大学医学部医学科卒業。2019年より理化学研究
所・脳神経科学研究センター・多階層精神疾患研究チーム・外部研修生。2022年、群馬大学大学院医学系研究科博士課程修了、博士（医学）。同年より現職、群馬大学大学院医学系研究科応用
生理学分野・研究科助教。

図 3.
A. 統合失調症モデルマウスでは、対照群に比べて巨大スパインの数が増加していた。モデルマウスに関して、神経細胞の発火亢進、神経回路の不安定化、そして統合失調症様行動が観察された。
B. 統合失調症患者由来の死後脳においても、健常群に比べて巨大ス
パインの数が増加していた。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News29

神経科学トピックス

背側縫線核セロトニン神経による海馬歯状回快経験アンサンブルの
選択的再活性化
京都大学

大学院薬学研究科

生体機能解析学分野
助教

永安 一樹

うつ病は全世界で大きな社会問題となっていますが、その薬物療法の中心である抗うつ薬の作用メカニズムには未解明の点が多く残されています。これまでに、抗うつ薬は脳内のセロトニンという物質の働きを強めることが明らかにされています。本研究で私たちは、セロトニン神経が海馬歯状回の神経の中でも過去の快経験時に活性化していた神経を選択的に再活性化することを明らかにしました。
うつ病は全世界で大きな社会問題となっていますが、そは、セロトニン神経の活性化により有意に上昇しただけでの薬物療法の中心である抗うつ薬の作用メカニズムには未解

なく、中立および不快経験アンサンブルのそれよりも高い

明の点が多く残されています。これまでに、抗うつ薬は脳内ことがわかりました。一方で快経験アンサンブルを光遺伝のセロトニンという物質の働きを強めることが明らかにされ学的に活性化しても、背側縫線核セロトニン神経におけるています。また抗うつ薬と同様に、過去の楽しかった経験を

c-fos発現に有意な影響は観察されませんでした。これらの積極的に思い出すことも抗うつ効果をもたらすことが過去の結果は、セロトニン神経が海馬歯状回の快経験アンサンブ

臨床研究で報告されてきました。一方で、このセロトニンとルを選択的に再活性化することを示唆しています(図１)。

楽しかった経験の関係性は全くわかっていませんでした。

背側縫線核セロトニン神経のうち、ドパミン神経核であ

これまでに私たちは、最大のセロトニン神経核である背る腹側被蓋野に投射するものの活性化が抗うつ薬様作用を側縫線核に局在するセロトニン神経の光遺伝学的活性化によ誘導することが過去に示されていたことから、腹側被蓋野り、尾懸垂試験や強制水泳試験における無動時間が短縮すに投射する背側縫線核セロトニン神経について同様の検討

る、すなわち抗うつ薬様作用が誘導されることを報告してきを行った結果、持続的な抗うつ薬様作用と快経験アンサンました。一方でこの抗うつ薬様作用は光刺激を止めると速やブルの選択的再活性化のいずれもが腹側被蓋野に投射する

かに消失してしまうことから、うつ病の寛解という目標を考えると不十分な効果しか得られていないとも考えられました。そこで光による人工的活性化を止めたのちにも持続する
ような抗うつ薬用作用が得られるかを調べるため、セロトニ
ン神経を繰り返し活性化する検討を行いました。慢性社会的敗北ストレスを負荷したのち、5分間のセロトニン神経光刺激を１日2回5日間にわたり行った結果、尾懸垂試験における無動時間の短縮および社会的相互作用試験における社交性の亢進が光刺激の非存在下でも持続することがわかりました。興味深いことに、過去の快経験時に活性化した海馬歯状
回の神経細胞（快経験アンサンブル）についても、単回の光刺激により一過性の抗うつ薬様作用が、繰り返しの光刺激により持続的な抗うつ薬様作用が誘導されることが過去の報告から明らかになっていました。そこで、表現型の高い類似性が見られるこの両者の間に何らかの因果関係があるのではと考え、一方の光遺伝学的活性化後の他方のc-fos発現について調べました。Fosプロモーター下でCreERT2を発現するア
デノ随伴ウイルス(AAV)とCre依存的にmCherryを発現する
AAVを海馬歯状回に投与したのち、マウスにとって楽しい経験である異性マウスとの同居、新奇ケージへの滞在（中立経験）あるいは単回の社会的敗北ストレス経験時（不快経験）に活性化した神経細胞をラベル付けしました。背側縫線
核セロトニン神経を活性化させたのちmCherryとc-fosの共発現率を調べたところ、快経験アンサンブルのc-fos発現率

図１. タモキシフェン投与後に各条件を経験させることで、各経験時に活性化した神経細胞を蛍光タンパク質でラベルした。同時に背側縫線核セロトニン神経に ChR2 変異体である CheRiff を発現させた。慢性社会的敗北ストレスおよび光遺伝学的活性化ののち組織学的解析を行い、
c-fos および蛍光タンパク質の共局在率を調べたところ、快経験によりラベリングされた神経においてのみ c-fos 陽性率の有意な上昇が観察された。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News30

セロトニン神経の活性化により引き起こされることがわか【論文】

りました。セロトニン神経の活性化により腹側被蓋野ドパ

Dorsalミン神経におけるc-fos発現は顕著に増加したことから、快reactivate

経験アンサンブルの選択的再活性化および抗うつ薬様作用

associated with positive experience.

のドパミン受容体依存性について薬理学的に検討しましNagai Y, Kisaka Y, Nomura K, Nishitani N, Andoh C,

た。セロトニン神経の光刺激の直前にドパミンD 1 受容体のKoda M, Kawai H, Seiriki K, Nagayasu K*, Kasai A,

raphe

serotonergic

dorsaldentateneurons
gyrus

preferentiallycellensembles阻害薬およびD 2 受容体の阻害薬を腹腔内投与したところ、Shirakawa H, Nakazawa T, Hashimoto H, and Kaneko

阻害薬の前投与により快経験アンサンブルの再活性化およS. (*Lead Contact)

び尾懸垂試験における無動時間の短縮が有意に減弱しましCell Rep. 42(3): 112149, 2023.

た。一方で、社会的相互作用試験における社交性について

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112149

はセロトニン神経による改善効果に有意な変化は観察されませんでした（図２）。これらの結果は、セロトニン神経【研究者の声】

は複数の神経機序を通じてうつ病の様々な症状を改善して大学院進学以降ずっとセロトニン神経の研究をしてきましいる可能性を示唆しています。

たが、神経アンサンブルを選択的に制御するという機能は今回の研究で、快経験時に活性化した神経細胞を選択的全く予想していませんでした。光遺伝学的に活性化した際に再活性化するというセロトニン神経の新たな機能が明らの表現型があまりにも酷似していたので、十中八九うまく

かとなりました。セロトニン神経による無動時間の短縮効

いかないだろうと思いながらやってみた検討だったのです

果は、快経験アンサンブルの再活性化と同じくドパミン受が、最終的に論文にまとめることができて良かったです。

容体の活性化依存的でしたが、社交性の亢進はドパミン受

ただ詳細な機序については明らかにすべき点が多く残って容体阻害薬の影響を受けませんでした。腹側被蓋野ドパミ

いますので、セロトニンが脳で何をしているのかについて

ン神経の光遺伝学的制御を用いた過去の報告では、慢性緩今後も解析していきたいと思っています。最後に、ラボPI

和ストレスによる無動時間の延長はドパミン神経活性化にであった金子周司教授、共同研究をご快諾頂いた大阪大学

より有意に短縮する一方で、同じドパミン神経の活性化はの橋本均教授をはじめ、共著者の先生方、お世話になった

社会的敗北ストレス負荷後の社交性を悪化させるという、皆様に改めて御礼申し上げます。

抗うつ薬様作用という観点からは一見矛盾するような結果が得られていました。今回の研究結果からも、社交性の亢

【経歴】

進と無動時間の短縮という抗うつ薬様作用としてまとめら

2008年

京都大学薬学部卒業

れがちな表現型が、異なる神経メカニズムを介して生じて2013年

京都大学大学院薬学研究科

いることが強く示唆されます。セロトニン神経は、この異2013年-2016年 大 阪 大 学 大 学 院 薬 学 研 究 科なる神経メカニズムの両方を同時に亢進させることでスト		

レスに対する耐性を我々にもたらしてくれているのではな

2016年-2017年 京都大学大学院薬学研究科

いかと想像されます。

		
2017年-

博士後期課程修了

特任助教（橋本均教授研究室）（金子周司教授研究室）
同

助教

図２. 腹側被蓋野（VTA）に投射する背側縫線核（DRN）セロトニ
ン神経の活性化は、快経験アンサンブルの選択的再活性化、尾懸垂試験における無動時間の短縮および社会的相互作用試験における社交性の亢進をもたらした。ドパミン受容体阻害薬のセロトニン
神経活性化前投与は、快経験アンサンブルの再活性化および尾懸垂試験における無動時間の短縮をほぼ完全に抑制した一方、社交性の改善には有意な影響を及ぼさなかった。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

特定助教The Neuroscience News31

神経科学トピックス

末梢組織の小胞体ストレス応答経路が睡眠の調節に関与する

筑波大学

国際統合睡眠医科学研究機構
研究員

河野 泰三

私たちの健康に欠かせない睡眠ですが、眠気をもたらす仕組みについてまだあまり分かっていません。本研究では線虫をモデルとした順遺伝学的手法により、末梢組織の小胞体ストレス応答経路が睡眠を促すことを見出しました。さらに、マウスを用いた逆遺伝学的手法により、哺乳類にも保存された機構である可能性を見出しました。
慢性的な睡眠不足は糖尿病や高血圧などの生活習慣病の線虫の睡眠を測り、睡眠に異常が起きる変異体を探しまし

リスクを高めます。また、睡眠は脳からの不要な老廃物の排た。およそ500系統の線虫のスクリーニングから、睡眠が出を促進し、アルツハイマー病のリスク要因であるアミロイ

長くなったり逆に短くなったりする、20以上の睡眠異常系

ドβなどの蓄積に影響すると考えられています。これらのこ統を見つけることができました。その中でも、通常の二倍とから、適切な睡眠をとる方法への社会的な関心が高まると近く長く眠るいくつかの変異体に今回着目し、そのゲノム

ともに、睡眠の制御機構についてより詳細な理解が求められ配列を調べた所、sel-11とsel-1という遺伝子が機能しなくています。しかし、長時間眠らずにいる時に感じる強い眠気

なると睡眠が長くなることが分かりました。

や、運動して疲れたときなどに感じる眠気など、眠気をもたらす仕組みについてはよく分かっていません。

sel-11/1遺伝子は、小胞体にできた異常なタンパク質を分解する仕組みである小胞体関連分解（ERassociated

多くの睡眠の研究では哺乳類がモデルとして使われていdegradation:ERAD）に重要な働きをしています。これら

ますが、世代交代の長さや実験操作にかかる労力などから、の遺伝子は酵母から哺乳類まで広く存在する遺伝子です

哺乳類を使った変異体のスクリーニングには多くの困難があが、睡眠の制御に関わることはこれまで知られていません

ります。一方線虫C.elegansは、わずか三日で卵から成虫へでした。マウスを使った実験でも、sel-11相同遺伝子であと成長しておよそ300匹の子孫を生み出すという性質を持っるSyvn1/Hrd1の働きを阻害すると睡眠が増えることが分た、大量の変異体のスクリーニングに適した動物です。線虫は体長1ミリメートル程度の小さな動物ですが、ヒトの持つ遺伝子のおよそ半数が線虫にも存在し、アポトーシスや寿命に関わる遺伝子の働きなど多くの分子的な経路の解明に貢献しています。これらのことから、線虫の睡眠の仕組みを理解することが私たち人間の睡眠の理解につながると考えられます。線虫は幼虫から成虫になる間に四回脱皮を繰り返します。脱皮直前の２～３時間程の間は動きが少なくなり、この期間は、刺激に対する応答が鈍く、無理に起こすとその後より深く眠るという睡眠の特徴を示します。さらに、ほかの動物で睡眠の制御に関わることが知られているPERIODやSIKなどの遺伝子が、線虫でも睡眠制御に関与することが知られているため、睡眠の仕組みを調べるためのモデルとして利用されています。そこで私たちは、順遺伝学的手法を使って睡眠に異常が起きる変異体を探し、その原因遺伝子の働き方を調べることで、睡眠の制御メカニズムを探究することにしました。
まず、変異体のスクリーニングを効率よく行うために、大量の線虫の睡眠を測定するシステムを開発しました。小型で安価なコンピューターとカメラを組み合わせたこのシステ
ムは、一度に48個体の睡眠を測定し、その睡眠の解析結果を参照して、ある特定の個体を回収することができます（図1）。これを使って、様々な遺伝子をランダムに変異させた

図１. 今回開発した睡眠計測装置。A システムの模式図。B 撮影された画像。それぞれの円の中に一個体の線虫が入っている。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News32

かり、sel-11遺伝子が哺乳類でも線虫と同様に睡眠の制御間を示しました。このことから、sel-11変異体では小胞体に関わっていると考えられます。sel-11遺伝子は全身で発ストレスによりPERKが活性化されることで睡眠が長くなる

現していますが、睡眠の制御に重要なのはどの組織での働と考えられました。PERKは翻訳開始因子eIF2αをリン酸化

きでしょうか。野生型の遺伝子を神経細胞、筋肉、腸、表し、リン酸化されたeIF2αは全般的なmRNAの翻訳の抑制

皮などの特定の組織でのみ発現させた所、表皮での発現がと、ストレス応答などに関わる一部のmRNAの翻訳を促進

sel-11変異体の長い睡眠を元に戻すことが分かりました。

することで小胞体ストレスの解消に貢献します。そこで、このことは、多くの既知の睡眠制御因子が神経細胞で働く

非リン酸化型eIF2αをsel-11変異体の表皮に発現させたことと異なり、末梢の非神経組織から睡眠に影響を及ぼす

所、sel-11の変異によって伸びた睡眠時間が短くなりまし

仕組みがあることを示しています。

た。これらのことから、sel-11の変異により表皮組織で活次に、sel-11がどのようにして睡眠制御に関わるのか明性化されたPERK-eIF2α経路が、何らかの仕組みで睡眠を制らかにすることを目指し、ERADに関連する遺伝子との関係

御する神経に作用することで睡眠が増加にすることが分かを調べました。翻訳されたタンパク質が正常に機能するた

りました（図2）。

めには、正しく折り畳まれる必要がありますが、折り畳み

これまでに、疲労や睡眠の阻害によって様々な組織の小に失敗したタンパク質は細胞の機能を阻害するので、ERAD

胞体ストレスが誘導されることが報告されていました。今などを介してこれを取り除く必要があります。ERADが機能

回私たちが見いだした、末梢組織の小胞体ストレスによるしなくなると小胞体に異常なタンパク質が蓄積し、小胞体

睡眠促進の仕組みと合わせて考えると、睡眠は全身の小胞ストレス応答が引き起こされます。小胞体ストレス応答に

体ストレスをフィードバック制御する役割を持つ可能性がは3つの経路があることが知られていて、それぞれIRE-1

考えられます。また小胞体ストレスはパーキンソン病やア、PERK、ATF-6という小胞体膜タンパク質が関わります。

ルツハイマー病など様々な神経変性疾患と関与すると考えこれらの経路の活性化により、タンパク質の翻訳抑制、折られています。睡眠剥奪後の回復睡眠と小胞体ストレス応

り畳みを促進するシャペロンの発現誘導、さらにERAD経路

答が加齢により低下することが知られており、小胞体ストの活性化やアポトーシスの誘導などが引き起こされ、異常レス経路の機能低下が睡眠制御の異常や神経変性疾患へとなタンパク質の蓄積による害から生体が守られていま

つながり、不足した睡眠がさらに小胞体にストレスを与えす。sel-11変異体で見られる長い睡眠に、これらの経路がていると考えられます。小胞体ストレスと睡眠の相互作用

関わっているかどうか調べた所、sel-11の変異に加えての詳細な機構を明らかにすることが、疾患の原因の解明やPERKの働きを阻害した二重変異体は、ほぼ野生型の睡眠時新しい治療法の開発へとつながると考えられます。
【掲載論文】
Taizo Kawano, Mitsuaki Kashiwagi, Mika Kanuka,
Chung-Kuan Chen, Shinnosuke Yasugaki, Sena Hatori,
Shinichi Miyazaki, Kaeko Tanaka, Hidetoshi Fujita,
ToshiroNakajima,

MasashiYanagisawa,

YoshimiNakagawa, Yu Hayashi. ER proteostasis regulators
cell-non-autonomously control sleep. Cell Rep. 2023
Mar 28;42(3):112267.
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.112267【研究者の声】
このプロジェクトは、睡眠測定実験のスループットを上げるために新しいシステムの構築を目指したことが出発点となりました。ネイル用品売り場で紫外線硬化樹脂を探した
り、合板を鋸で加工したり、試行錯誤で実験系を作り上げ、その結果が複数の睡眠関連遺伝子の単離へとつながりました。今後、これらの遺伝子の働きを調べることで、なぜ眠くなるのか、なぜ眠る必要があるのか、といった睡眠の根本的な謎へと迫る研究へと発展することを期待しています。本研究は筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構より助成を受けて行われました。本研究を行うにあたり、様々なご指導いただいた林悠教授をはじめ共同研究者の皆様方に深く感謝いたします。

図 2. 不良品タンパク質の蓄積によって小胞体ストレスが引き起こされ、PERK-eIF2α経路を介して睡眠が促される。

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The Neuroscience News33

神経科学トピックス

夢見るレム睡眠時におけるグリア細胞・脳内環境の大規模変化

東北大学大学院 生命科学研究科 超回路脳機能分野
助教

生駒 葉子

夢を見ているとされているレム睡眠時、脳内の環境は大きく変化することが明らかになりました。レム睡眠時特有の神経活動の変化に 20 秒ほど先立ち、脳内のグリア細胞や血管の活動が変化することが明らかになり、脳内環境は、神経細胞と協調して、睡眠等の脳機能変化を担うことが示唆されました。
寝ている間でも、レム睡眠と呼ばれる特定の時期に、過去の経験を記憶として整理し、夢を見ると考えられています。たくさんの神経細胞の電気的活動が合わさったものが脳波であり、レム睡眠時には特有の周波数の脳波が計測されます。したがって、レム睡眠時には脳内で特有の情報処理が行われていることが示唆されます。それでは、電気的には記録されない脳内の環境も、脳内情報処理のモードの変化と連動するのでしょうか。脳の半分を占めるグリア細胞は電気的信号を発生しないため、従来、脳内情報処理には関わらず、単に神経細胞の間隙を埋める「ノリ」のような存在であると考えられてきました。しかし、グリア細胞は、神経細胞とは異なり、脳波では観測されない別の信号を使って、脳内情報処理に関わる可能性があります。そこで、今回、光ファイバーを用いて動物の生体脳の情報を読み取る新手法（改良型光ファイバーフォトメトリー法）を開発し、レム睡眠時の視床下部の脳内環境の変化を調べることにしました（Ikomaetal., Brain 2023a）。
視床下部は、睡眠や代謝等の機能を制御していることが知られています。蛍光センサータンパク質をグリア細胞のうちのアストロサイトに遺伝子発現させたマウスの視床下部に細い光ファイバーを刺し入れ、今回、光信号解析の新手法を使うことで、脳内で生じる素過程を分離し、脳内アストロサ
イトの細胞内カルシウム、pH、脳血流量の変化を調べることに成功しました。すると、レム睡眠にともない、視床下部のアストロサイト細胞内カルシウム濃度は低下し、細胞内pHは酸性化し、局所血流量は増加する等の脳内環境の変化が生じることが示されました（図１）。
光ファイバーフォトメトリーは、脳内に刺した光ファイバーを使って蛍光を計測する方法で、高価な顕微鏡を必要とせず、しかも、顕微鏡下に動物を拘束する必要もないため、無拘束・自由行動下で、脳深部から２４時間以上の連続記録することが可能であり、現在、脳科学研究の分野で急速に普及している技術の１つです。特に、いつ寝るか分からない動物を対象にして、視床下部のような脳表から遠い部位での研究には最適な技術と言えます。これまでにも、先行研究では、レム睡眠時の蛍光変化が解析されてきましたが、細胞内外のpHが変動する可能性、局所血流量が変化することによる蛍光測定値の変化については検討されてきませんでした。
すなわち、光ファイバーを伝わる蛍光には、複数の信号が混じり合っているため、従来のファイバーフォトメトリー法では、脳内環境の変化を反映した正しい情報を引き出せていなかった可能性があります。今回開発された新手法では、特に、生理的な状態での脳内活動の変化にともない、細胞内が酸性化することを新たに発見しました。細胞内のpHは、細胞内の重曹（HCO 3-）によって強く緩衝されています。したがって、脳梗塞や心停止時などでは強く酸性化しますが、生理的な状態では、pHはほとんど変動しないとこれまでは考えられてきました。

一般的に、細胞の代謝・呼吸活動にともない二酸化炭素（CO2）が発生すると酸性化が生じますが、局所血流量が増大すれば、CO2の除去が進むため、酸性化が解消され、相対的にはアルカリ化すると考えられます。レム睡眠時、局所血流量が増大したにも関わらず、アストロサイトが酸性化したということは、アストロサイトの代謝が大きく亢進したか、神経活動の活発化により、興奮性伝達物質のグルタ
ミン酸が多く放出され、アストロサイトのグルタミン酸ト
ランスポーター等に働きかけることで細胞内が酸性化したなどのメカニズムが働いたことが予想されます。なお、これまでの研究を通して、アストロサイト酸性化は、アストロサイトからのグルタミン酸放出にもつながることが示されています（Beppu et al., Neuron 2014; J Physiol
2021; Kanaya et al., Glia 2023）。今回の研究の結果、レム睡眠時特有の脳内情報処理や学習・記憶につながる神
経回路の可塑性には、アストロサイトを介したフィードバ

図 1. レム睡眠期の脳内環境変動を割り出す改良型ファイバー
フォトメトリー法。
（Ａ）脳波と筋電図からレム睡眠期を割り出すことができます。
（Ｂ）改良型ファイバーフォトメトリー法では、ふたつの波長の励
起光を交互に切り替えて送り出し、ふたつの波長の蛍光を光電子倍増管で読み出します。FRET 現象の影響を受ける CFP と YFP
蛍光（fCFP, fYFP）と、
YFP を直接励起した時の蛍光（dYFP）が計測されます。
（Ｃ）計測される蛍光波形には、FRET 現象特有の fCFP と fYFP の鏡像関係が見られませんでした。
（Ｄ）Ca2+に影響を受けない dYFP を基準として計算し、３本の蛍光波形から、細胞内 Ca2+、局所脳血流量（BBV）、細胞内 pH の変動が推測されました。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News

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ック回路が大きな役割を担うことが示唆されました。また、レム睡眠時には、脳波は特徴的な周波数に変化します
が、光ファイバーで計測された脳内環境の変化は、脳波に現れる神経細胞の電気的活動の変化に20秒ほど先行することが示されました（図２）。また、アストロサイトに遺伝子発現させたチャネルロドプシン2（ChR2）を光刺激して、視床下部アストロサイトを酸性化したところ、レム睡
眠様の脳波波形に変化することも示されました（図３）。
したがって、神経活動の結果としてアストロサイト活動や血流の変化が生じるだけでなく、アストロサイトや血流な
どの末梢機能が中枢神経機能の動作に影響を与えていることが示唆されました。
また、海馬を電気的に刺激するとてんかん様の発作が生じますが、このような刺激を繰り返すと、数日に渡って、てんかん様発作症状は悪化することが知られています（Ikoma et al., Brain 2023b）。そこで、健常時のレム睡眠とてんかん発作の生じやすい病態脳でのレム睡眠を比較して調べてみることにしました。すると、てんかん病態時のレム睡眠では、アストロサイトのカルシウムや局所血流量の変動はほとんどなくなる一方、アストロサイトはより強く酸性化するようになることが明らかになりました。
これまで、脳の電気的特性を脳波として調べることで、脳の病気を診断し、心の状態を推測する研究が広く行われてきました。今回は、マウスの脳深部に光ファイバーを刺し入れる方法で、脳内アストロサイトの酸性化や局所血流量変化が計測されました。一方、ヒトに対して機能的MRI技術を活用すれば、アストロサイト細胞内に限局した解析は無理ですが、非侵襲的に脳内pH変動や局所血流量変動を記録することはできます。したがって、ヒトにおいてもレム睡眠にともなう脳の酸性度や血流変動を計測することで、てんかん病態の発展度のバイオマーカーとして使える可能性があり、てんかんの診断に応用できる可能性があります。本研究は、実験動物のマウスを用いた基礎生物学的な研究ですが、アストロサイトのpHを安定化するなどの方法が開発されれば、今後の臨床医学との連携次第で、より重篤なてんかん症状への発展を予防する新たな治療戦略に結び付くことが期待されます。

図 3. アストロサイト酸性化によって誘導されるレム睡眠様神
経活動。
アストロサイト特異的に光感受性陽イオンチャネル（ChR2）を遺伝子発現させたマウスを用いて、視床下部のアストロサイトを光刺激してみました。ChR2 は水素イオンを通すチャネルなので、細胞内は酸性化することが予想されます。ChR2 光刺激後、一瞬の筋電反応があり、その後、レム睡眠特有のシータ波の神経活動が誘導されました。

【掲載ジャーナル】
Ikoma Y, Takahashi Y, Sasaki D, Matsui K (2023a)
Properties of REM sleep alterations with epilepsy.
Brain, 146: 2431-2442.
https://doi.org/10.1093/brain/awac499
Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K (2023b) Local brain
environment changes associated with epileptogenesis.
Brain, 146: 576-586.
https://doi.org/10.1093/brain/awac355【研究者の声】
こころは、身体の反応としてあらわれます。その身体反応からこころを探るために、鹿児島大学では、ストレスを受けた時にあらわれる、心拍数が増えたり、呼吸数が増えた
り、体温が上がったりというようなストレス誘発性の生理反応と脳内のセロトニン神経について研究を行ってきました。脳の働きは身体の反応としてあらわれるとともに、末梢や代謝の変化は、脳の働きにも影響をあたえます。今後の研究では、この末梢や代謝の変化の側面からこころを探ります。脳内には、末梢と中枢の経路のひとつである血管と神経細胞とをつなぐグリア細胞があり、脳内環境を支配していると考えられます。このグリア細胞とこころのつながりを解明できるように楽しく研究を行っていきます。

図 2. 神経活動変化に先行する脳内環境変動。
神経活動の変化が起きるレム睡眠期は、脳波と筋電図から判定することができます。今回、改良型ファイバーフォトメトリー法で評価された脳内環境変動は、レム睡眠にともなう神経活動変化から 20 秒ほど先行することが示されました。

【経歴】
鹿児島大学 大学院医歯学総合研究科 統合分子生理学分野（
桑木共之研究室）にて修士課程修業中、2013年 オーストラ
リア フリンダース大学（現、大塚曜一郎研究室）に研究留学。2018年 鹿児島大学 博士課程修了。博士（医学）。同年 東北大学 大学院生命科学研究科 超回路脳機能分野（松井広研究室）学術研究員を経て、2021年 助教（研究特任）。

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The Neuroscience News35

神経科学トピックス

マーモセット前頭前野のコネクトーム：「収束」と「拡散」の２つの顔

理化学研究所 脳神経科学研究センター 触知覚生理学研究チーム（研究当時：

高次脳機能分子解析チーム）
研究員

渡我部 昭哉

大脳皮質前頭前野は、霊長類、特にヒトで著しく発達し、計画的、社会的な行動、感情の調節などに関与しており、精神・神経疾患と深い関係がある非常に重要な脳構造です。前頭前野はマウスにおいても盛んに研究されていますが、霊長類の背側前頭前野 (dlPFC) に相当する部分はマウスにはありません。一方、マーモセットの脳はヒトに比べると小型ですが、明確な霊長類特有の前頭前野構造を持つことが知られています。そこで私たちは、霊長類前頭前野の構造を解明す
るモデル動物としてマーモセットを選び、その投射パターンの全体像を明らかにすることを試みました。
このプロジェクトの開始に当たって意識していたのは、1970年〜1990年代に行われたマカクザルのトレーサー研究です。この頃、軸索輸送を利用した神経トレーサーが開発され、さまざまな発見がありました。カラム状投射もその１つです。マカクザルの前頭前野に順行性トレーサーを注入すると、注入サイズに関わらず投射先の軸索は200500µm径のカラム（柱）状の束に分離します。これは皮質間神経結合がカラム構造を機能単位としていることを示唆しています。今回の私たちの論文では、このカラム状投射を可視化し、系統だった定量的解析を行いました。それを象徴したのがニューロン誌の表紙です（図１A）。
この表紙には２つの重要なエレメントが含まれています。１つは林立するカラム（柱）で、もう１つは蔦です。もちろん蔦は軸索のメタファーで、軸索が集合してカラムを作る様子を表現すると同時に、蔦（＝軸索）が広く分布している様子を表現しています。この表紙の元になったイメージデータが図1のBとCですが、このようなスムーズな３D再構築
画像を取得するために使ったのが、TissueCyte(TissueVision Inc.)という顕微鏡です。TissueCyteは、切削とステージ移動を自動で行なう２光子顕微鏡で、アガロー

図 1.（Ａ）論文掲載誌表紙。林立するカラム構造を「柱」によって表し、広範囲に広がる弱いシグナルを「蔦」で表現した。
（Ｂ）
8aD 野からの皮質間投射を 3D 表示したもの。大脳皮質内のシグナルを緑で、白質部分のシグナルを赤で表示。(C) 同じデー
タを Log 表示し閾値を下げると、広範囲に広がる拡散的なシグ
ナルが可視化される。

スに包埋した脳を表面から順番に撮像することで、脳全体の３次元画像の取得を可能にします。私たちはこの顕微鏡を使って、マーモセット全脳を約650枚の高解像度(〜1.3µm/pixel)連続切片写真として記録しました。この膨大な画像データはそれ自体重要ですが、真の価値は画像プ
ロセシングパイプラインを経て、解析可能な定量データに変換されて初めて発揮されます。ここで重要なポイントは
２つあります。まず第一は標準脳へのレジストレーション。これはサイズや形が違うそれぞれのサンプルを共通のテンプレートに変形する操作で、これによって複数サンプルの比較が可能になります。第二は、トレーサーシグナルと背景画像の識別です。この作業はかつては人力で行うしかない大きな律速段階でしたが、機械学習の導入で大規模データを正確にアノテーションできるようになりました。
標準脳上では解剖学的な構造がすでにアノテーションされているので、それを利用して注目領域のシグナルのみを抜き出すことができます。
さて図１のBとCの話に戻ります。これは、大脳皮質のシグナルを緑で、白質のシグナルを赤で示しています。パネ
ルBは、元データをそのまま使っており、こうすると強いシグナルがカラム状に立ち並んでいる様子がわかります。この強い緑のシグナルには注入部位のニューロンからの軸索が集まり、分枝し、神経終末を作っています。これこそマカクザルで観察されたカラム構造のマーモセットバージョンであり、霊長類におけるカラム状投射を初めて全脳かつ完全３Dで記録したものになります。一方パネルCは、シグ
ナル強度をLog変換しノイズ以上のシグナルをすべて表示したものになります。この表示方法だとカラムは見えなくな
り、拡散的に広がる弱い投射の成分が強調されます。つまり、マーモセットの前頭前野からの投射は、カラム状に収束的に結合する成分と、それよりもずっと弱いけれども拡
散的に広範囲に広がる成分の２つを含んでいるのです。収
束的成分と拡散的成分を分けて考えることの重要性、これがこの論文で伝えたいメッセージの１つです。以下、その解析から得られた結果を簡単に紹介します。
まず図２で示したのは、収束的成分の解析例です。これ
ら一連の解析は、大脳皮質を平面化したフラットマップで局所最大点（パッチと呼びます）を同定することから始まります。パネルAの解析では、各パッチにおけるトレーサー
シグナルの立体形状を計測することで、パッチがカラム状であることを調べました。一方、パネルBのように層特異性をクラスタリングしてみると、カラム状に収束していると言っても実はさまざまな層特異性があることがわかりました（ちなみに１層特異的なタイプはニューロン表紙に隠れ2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News36

図 2.（Ａ）フラットマップ上の局所最大点（パッチ）を中心に、トレーサーシグナルを２値化したもの。中心領域と連結しているボク
セルを緑で示している。
（Ｂ）中心の円柱領域内でのシグナル強度の層分布をクラスタリングによって分類。(C) 前頭皮質の 44 ヶ所の注入部位それぞれについて、生成するパッチの数を円の大きさで、前頭皮質内外の比率を色で表示した。

ています）。最後にパネルCでは、44ヶ所の注入部位それぞれから生じるパッチの数及び前頭皮質内比率を計測し、それらの値が背外側領域と、内側（波線より上側領域）、眼窩部（波線より下側領域）とで大きく違うことを示しました。図では示しませんが、これらの注入点から生じるカラ
ム状パッチの位置は、注入部位の座標を反映します。以上のように、私たちのデータによって、カラム状投射は定性的な概念から定量可能な測定実体になり、その領域特異的な性質が明らかになってきました。
次に拡散的に広がる弱い成分の話をします。この成分
は、Log変換するとよく見えてきます。この成分の大きな特徴は、それぞれのパターンの重なりが大きいことです。しかも注入部位が近いと似たパターンになります。そこで44サンプルの投射パターンの中から共通成分を見つけるために、非負値行列因子分解の手法で解析したところ、44サン
プルのパターンが、図３で示したような４つの基本パターンの組み合わせで説明できることがわかりました。これらのパターンは大雑把には前後、背腹の２つの軸に沿っており、注入部位の位置関係を反映していました。つまり収束的な結合も拡散的な結合もおのおのトポグラフィックな位
置関係を反映していることになります。
以上、マーモセット前頭前野の大脳皮質間投射パターン
を、収束的成分と拡散的成分に分けて概観しました。これ
らの観察は、基本的には古典的なトレーサー研究と一致していますが、包括的かつ定量的なデータの積み重ねによって、よりはっきりとした全体像が見えてきました。私が特に重要だと思うのは、カラム単位の結合と、カラムと無関係な結合の両者が皮質間結合に寄与するという認識です。2000年代以降、神経結合の全体像を「コネクトーム」と呼びネットワークとして理解する機運が高まりました。
その理論的基盤の１つがグラフ理論です。グラフ理論は、構成要素を頂点（ノード）と辺（エッジ）に見立てて、複雑なネットワーク関係を単純なモデルで解析できる優れた方法ですが、今回の論文のような複合的な結合関係は想定されていません。霊長類脳をより深く理解するためには、収束と拡散の機能的意義を明らかにし、さらにはそのネッ
トワークを理解する新しい理論的枠組みが必要なのではないかと考えています。
【掲載論文】
Local and long-distance organization of prefrontal
cortex circuits in the marmoset brain
Watakabe A, Skibbe H, Nakae K, Abe H, Ichinohe N,
Rachmadi MF, Wang J, Takaji M, Mizukami H, Woodward
A, Gong R, Hata J, Van Essen DC, Okano H, Ishii S,
Yamamori T.
Neuron. 2023 Jul 19;111(14):2258-2273.
【研究者の声】
私は元々本質を表すきれいな絵を描きたいタイプの研究者なのですが、今回定量データの強みをつくづく感じました。”Wet的”には、高発現AAVベクターの開発や、マーモセットへのトレーサー注入、TissueCyteへのサンプル実装など、重要なポイントはいくつかありましたが、なんと言っても”Dry”の画像解析パイプラインこそが要であり、これをほぼ独力で開発してくれたSkibbe博士には本当に感謝しています。またマーモセットの飼育管理、MRI撮像、データポータルでのデータ公開、データの解釈をめぐっての議論など、多くの人の協力なしにはこのプロジェクトは成立しませんでした。共同研究者や、ラボメンバーに深く感謝します。なお、本研究は革新脳プロジェクトの一環として山森チームにて行われました。山森チームでは引き続き他の大脳皮質領野のデータを取得しており、順次公開予定です。
ぜひデータポータルをご訪問ください(https://dataportal.
brainminds.jp/marmoset-tracer-injection)。

図 3. 非負値行列因子分解で得た４つの成分を色を変えて表示。
これらは、互いに相補的な成分同士の組み合わせで表現できる。
NMFC2 は、Buckner らの transmodal network によく似ている（Buckner and Margulies 2019）。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News37

神経科学トピックス

睡眠の深さと量を制御するリン酸化経路

スタンフォード大学 Luis de Lecea 研究室（研究当時：筑波大学 国際統合睡眠医科学研究機構（WPI-IIIS）柳沢・船戸研究室）
研究員

岩﨑 加奈子夜更かしをした翌日に普段より深い眠りにつくのは、睡眠不足を取り戻そうとする睡眠恒常性によるものです。しかし、そのメカニズムはよく分かっていません。本研究では、睡眠の深さと量を制御する分子パスウェイを同定し、それぞれが脳の異なる領域で制御されることを示しました。
睡眠は生命の維持に必須の生理現象です。そのため、睡眠が不足すると、深い睡眠をとることで睡眠負債を取り戻そうとします。このように睡眠の量は恒常的に制御されており、近年では、いくつかの神経細胞群が睡眠の恒常性に関与することも報告されています。しかし、特定の細胞群を通じて、どのような細胞内イベントが睡眠の量や深さを調節しているのかは明らかになっていません。そこで、柳沢・船戸研
究室では、睡眠の量と質を制御する新規の睡眠制御分子の探索が行われました。無作為に点変異を導入したマウスの脳波および筋電図に基づくスクリーニングにより、リン酸化酵素
SIK3が睡眠の恒常性維持に重要な役割を果たしていることが 明 ら か に な り ま し た 。S i k 3 遺 伝 子 上 の ス プ ラ イ ス 変 異Sleepy（Slp）は、SIK3のエクソン13によりコードされる領域の欠損を引き起こし、ノンレム睡眠量と、睡眠の深さの指標であるノンレム睡眠中の脳波デルタパワーの増加をもたらします。Sleepy変異SIK3（SIK3（SLP））で失われるエクソン13には、プロテインキナーゼA（PKA）のリン酸化標的部位のセリン残基（S551）が含まれています。これまでに、このS551が睡眠の増加に重要であることや、神経細胞におけるSIK3(SLP)の発現がノンレム睡眠量とノンレム睡
眠中の脳波デルタパワーの増加に十分であることが明らかになっています。そこで本研究では、次の課題として、(1)SIK3(SLP)が脳のどこで睡眠を制御しているのか、また (2)SIK3シグナル伝達の上流と下流の分子経路の解明を目指しました。
(1) SIK3(SLP)が脳のどこで睡眠を制御しているのか
SIK3(SLP)が睡眠を変化させる脳領域と神経細胞種を探索するため、エクソン13を挟む位置にloxP配列を挿入した
Sik3 slp-floxマウスと様々なCreマウスを交配させ、Cre発現細胞でのみSIK3(SLP)を発現させました（図1A）。すると、
V g l u t 2 C r e 、 V g l u t 1 C r e 、 C a m k 2 a C r e 、 Foxg 1 C r e マ ウ ス とSik3 slp-flox マウスを交配させた場合に、ノンレム睡眠中の脳波デルタパワーが増加しました（図1B-D）。この結果か
ら、大脳皮質を含む終脳の興奮性神経細胞におけるSIK3(SLP)の発現が、ノンレム睡眠中の脳波デルタパワーを増加させることが明らかになりました。一方で、Foxd1Cre
マウスとSik3 slp-flox マウスを交配させるとノンレム睡眠時間が増加したことから、視床下部の神経細胞におけるSIK3(SLP)の発現がノンレム睡眠の増加に十分であることが示されました（図1E-G）。これらの結果は、SIK3のパスウェイが、睡眠の深さと量を異なる神経細胞集団において制御していることを示します。
(2) SIK3シグナル伝達の上流と下流の分子経路
SIK3はAMPキナーゼファミリーに属するリン酸化酵素です。AMPキナーゼファミリーのキナーゼ活性には、キナー
ゼドメイン内のスレオニン残基がリン酸化酵素LKB1によってリン酸化されることが必要であることが知られています。

このことから、LKB1がSIK3のキナーゼドメイン内スレオニ
ン残基（T221）をリン酸化して、睡眠を制御することが予想されました。そこで、神経細胞特異的にLKB1を欠失させたところ、睡眠量が減少し、ノンレム睡眠中の脳波デルタ
パワーが減少しました（図2A）。さらに、SIK3(SLP)のス

図１ SIK3 が睡眠覚醒を制御する脳領域(A) Cre 依存的に SIK3(SLP) を発現する Sik3slp-flox アリル。(B)Camk2aCre により組み換えが起こる細胞が青色に染まっている。
(C, D) Camk2aCre; Sik3slp-flox マウスではノンレム睡眠時間は変わらず、脳波デルタパワーが増加する。(E) Foxd1Cre により組み換えが起こる細胞が青色に染まっている。(F, G) Foxd1Cre;
Sik3slp-flox マウスではノンレム睡眠時間が増加し、脳波デルタパ
ワーは変化しない。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News38

レオニン残基（T221）をアラニンに置換してLKB1から受けるリン酸化を阻害すると、SIK3(SLP)によるノンレム睡
眠量やノンレム睡眠時の脳波デルタパワーの増加が消失することが分かりました。これらの結果は、LKB1が睡眠を促進すること、また、SIK3(SLP)による睡眠増加にはLKB1によるリン酸化が必要であることを示します。
では、SIK3の基質は何でしょうか。Sleepy変異を同定したときと同様の順遺伝学的なアプローチにより樹立したSleepy2変異家系の原因遺伝子を探索したところ、ヒストン
脱アセチル化酵素Hdac4遺伝子上の変異が見出されました。Sleepy2変異は、HDAC4の発現量を著しく低下させ、ノンレム睡眠量とノンレム睡眠中の脳波デルタパワーを増加させました。SIKファミリーは、HDAC4のセリン残基（S245）をリン酸化して、HDAC4を細胞質に局在させることが知られています。そこで、HDAC4のセリン残基（S245）をアラニン置換することでSIK3によるリン酸化を阻害したマウスで睡眠覚醒行動を調べると、ノンレム睡眠
量と、ノンレム睡眠中の脳波デルタパワーの両方が減少しました（図2B）。Sleepy2変異ではHDAC4の総量が減少するのに対して、HDAC4（S245A）ではSIKによるリン酸化を回避することでHDAC4が核内に多く局在すると考えられます。このことから、核内に存在するHDAC4の量が減ると睡眠が促進され、核内に存在するHDAC4の量が増えると覚醒が促進されると解釈できます。さらに、Sleepy変異マウ
ス脳内のHDAC4ではS245のリン酸化が亢進しており、核に局在するHDAC4が減少していることが確認されました（
図2C）。したがって、SIK3(SLP)ではHDAC4のリン酸化状態が高まり、核に局在するHDAC4が減少した結果、ノンレ
ム睡眠量とノンレム睡眠中の脳波デルタパワーが増加したと考えられます。
今回の結果から、LKB1-SIK3-HDAC4経路がノンレム睡眠およびノンレム睡眠時の脳波デルタパワーを制御するというスキームが提唱されました（図2D）。具体的には、一連の実験により、LKB1がリン酸化を介してSIK3を活性化
し、さらにSIK3がリン酸化を介してHDAC4を細胞質に保持することで、睡眠が促進されることが示唆されました。核
内のHDAC4/5が減少することで、下流の遺伝子発現が促進されると考えられ、標的遺伝子は睡眠の深さや量の制御に関わることが期待されます。HDAC4と相同性の高い
HDAC5についても、発現量の低下によりノンレム睡眠が増加することが示されており、HDAC4/5ともにSIK3の下流で機能している可能性が高いと考えられます。また、北京生
命科学研究所のリウ博士らのグループからも、アデノ随伴
ウイルスを用いたアプローチによって本研究と同様のスキームが報告されており、成体における後天的な遺伝子操作がこのパスウェイによる睡眠覚醒の変化に十分であることが示されています。今後は、この細胞内のイベントがどのような神経回路を介して睡眠量を制御しているのか、また、どのようにして大脳皮質の神経細胞の同期性を変化させ、ノンレム睡眠時の脳波デルタパワーの増加につながっているのかといった疑問を解決していくことが重要と考えられます。
【掲載ジャーナル】
Staci J. Kim*, Noriko Hotta-Hirashima*, Fuyuki
Asano*, Tomohiro Kitazono*, Kanako Iwasaki*, Shinya
Nakata*, Haruna Komiya*, Nodoka Asama*, Taeko
Matsuoka, Tomoyuki Fujiyama, Aya Ikkyu, Miyo
Kakizaki, Satomi Kanno, Jinhwan Choi, Deependra
Kumar, Takumi Tsukamoto, Asmaa Elhosainy, Seiya
Mizuno, Shinichi Miyazaki, Yousuke Tsuneoka, Fumihiro
Sugiyama, Satoru Takahashi, Yu Hayashi, Masafumi
Muratani, Qinghua Liu, Chika Miyoshi, Masashi
Yanagisawa, and Hiromasa Funato
Kinase signalling in excitatory neurons regulates sleep
quantity and depth. Nature 612, 512–518 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05450-1【研究者の声】
本論文はKimさんを中心とした筆頭著者8名による研究がまとめられた集大成です。HDAC4/5はKimさんと浅間さん、SIK3(SLP)は堀田さん、Sik3ノックアウトは浅野さん、LKB1は北園さん、SIK3(T221)変異は中田さんと小宮さん、トランスクリプトーム解析は岩﨑が主に担当しました。この他にも、様々な手技やマウスラインを取り入れた内容となっており、多くの共著者・共同研究者の方々のご協力があって、この論文が完成しました。この研究に関わってくださった共著者・共同研究者の皆さまに深く感謝いたします。また、丁寧にご指導くださいました船戸弘正教授、柳沢正史教授を始め、研究室の皆さんにもこの場を借りてお礼申し上げます。

図２ LKB1-SIK3-HDAC4 パスウェイによる睡眠覚醒制御（A）
Syn1CreERT2 マウスを用いて後天的に神経細胞で Lkb1 をノッ
クアウトすると、ノンレム睡眠時間とノンレム睡眠中の脳波デルタパワーが減少した。(B) HDAC4 の SIK3 によるリン酸化標的部位をアラニンに置換すると、ノンレム睡眠時間とノンレム睡眠中の脳波デルタパワーが減少した。
（C）Sleepy 変異マウスでは、核に局在する HDAC4 が減少した。(D) 本研究結果から得られた
スキーム。

【略歴】
2022年 筑波大学人間総合科学研究科システム医学専攻、
柳沢・船戸研究室にて博士課程修了。2022年4月より、同研究室にて研究員。2023年10月より現職。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News39

神経科学トピックス

AMPA 受容体が関与するシナプス可塑性変化がてんかん病態を制御する

横浜市立大学
医学部生理学

横浜市立大学大学院
医学研究科生理学

助手 永露 毅

教授 高橋 琢哉

てんかんは発作を引き起こす神経疾患で、二次性全般化する症例では突然死のリスクもあると言われていますが、これまでに分子メカニズムは分かっていませんでした。今回、私たちの開発した AMPA 受容体を可視化する PET（AMPA-PET）
でてんかん患者を撮像し、てんかん脳で起こっているシナプスの可塑的変化のメカニズムを AMPA 受容体を切り口として明らかにしました。
てんかんは、反復性の発作を引き起こす脳内の過剰な電気的活動を特徴とする神経疾患であり、世界中で何百万人もの人々が罹患しています。中でも二次性全般化群では突然死のリスクが高いことが知られていますが、明確な作用機序は分かっていませんでした。
AMPA受容体は中枢神経系の興奮性神経伝達を担うグル
タミン酸受容体です。てんかんモデル動物ではAMPA受容体量の増加することや、AMPA受容体拮抗薬（ぺランパネル）が既に上市されるなどAMPA受容体の過剰な発現がてんかんに関わることが知られていました。
当教室ではAMPA受容体をヒトの生体内で可視化・定量化できる世界初の技術となるPET用薬剤（[11C]K-2）の開発に成功しました(Miyazaki et al., Nature medicine, 2020)。[11C]K-2 は細胞表面のAMPA受容体への高い親和性と特異性を有しています(Arisawa et al., Neurosci Res, 2021 )。
脳波は神経細胞の過剰な電気的発火を直接検出するツー
ルです。てんかん患者の脳波では、てんかん発作に関与する
脳領域においてgamma帯域の振幅が上昇することが知られています。また、抑制性の神経活動を起こすインターニュ
ーロンの活性が高まると、theta帯域における振幅が上昇すると考えられています。
本研究では、てんかん患者30名と健常者31名に対し、AMPA受容体密度と頭皮上脳波から検出される

図１. 焦点性てんかんでは AMPA 受容体量が増えるにつれ、てんかん性活動が高まる領域が存在。
左：焦点性てんかん患者 22 例で AMPA 受容体密度と F8（電極）での gamma 波の振幅に正の相関がある領域（オレンジ色）。
右：左で相関を認めた領域での散布図。

図 2. てんかん二次性全般化のメカニズムの仮説
二次性全般化なし群では AMPA 受容体の増加に伴いてんかん性活動が活性化している領域と同じ領域で抑制性の神経活動が働いているが、二次性全般化あり群では AMPA 受容体の増加によりてんかん性活動が増える領域と、抑制性の活動が破綻している領域が相補的に大脳皮質に広がることで全脳的に興奮が伝播していると考えられる。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

The Neuroscience News40

gamma/theta波の振幅の相関を調べることで、てんかん二次性全般化発症の分子メカニズムを明らかにできると考えました。また、全般性てんかんでも同様の相関解析を行い、かつてんかん患者と健常者におけるAMPA受容体密度に差があるかどうかも検証しました。
結果として、焦点性てんかん22例では、細胞表面のAMPA受容体密度とgamma波の振幅との間に正の相関を認めました(図1)。このうち、二次性全般化を伴わない5例ではgamma波とAMPA受容体密度に正の相関を認める脳領域と、theta波とAMPA受容体密度に正の相関を認める脳領域が概ね一致していました（図2左）。一方で、二次性全般化を伴う17例ではgamma波とAMPA受容体密度に正の相関を認める脳領域と、theta波とAMPA受容体密度に負の相関を認める脳領域が相補的に広がっていることが明らかになりました（図2右）。
これらのことから、二次性全般化を伴わない焦点性てんかんでは、抑制性の神経活動（theta波）も機能することで興奮がある程度抑えられていますが、二次性全般化を伴う
焦点性てんかんにおいては、抑制性の機能（theta波）が破綻したことで興奮が広範に波及し、二次性全般化を起こしていると考えられます（図2）。
一方、全般性てんかん8例では、焦点性てんかん患者と対照的に細胞表面のAMPA受容体密度とgamma波の振幅との間に負の相関を認めました。
さらに、てんかん患者は健常対照者よりも低いAMPA受
容体密度を示し、これは焦点性てんかん患者ではてんかん
性活動に伴ってAMPA受容体密度が上昇している領域の周辺の領域で認められました。全般性てんかんの患者は、健常者よりAMPA受容体密度が低下している領域はgamma活性異常の振幅の増加に伴ってAMPA受容体密度が低下している領域と概ね一致していました。これらの知見から、てんかん回路を特異的に作る異常発火によりAMPA受容体の移行を促進するヘブ型シナプス可塑性と、過興奮を抑制するためのシナプス機能の代償的な低下を引き起こす恒常的シナプ
ススケーリングが、てんかんの脳機能を制御している可能性が示唆されました（図3）。

【掲載ジャーナル】
Dynamics of AMPA receptors regulate epileptogenesis
in patients with epilepsy ／ Tsuyoshi Eiro, Tomoyuki
Miyazaki, Mai Hatano, Waki Nakajima, Tetsu Arisawa,
Yuuki Takada, Kimito Kimura, Akane Sano, Kotaro
Nakano, Takahiro Mihara, Yutaro Takayama, Naoki
Ikegaya, Masaki Iwasaki, Akitoyo Hishimoto, Yoshihiro
Noda, Takahiro Miyazaki, Hiroyuki Uchida, Hideaki
Tani, Nobuhiro Nagai, Teruki Koizumi, Shinichiro
Nakajima, Masaru Mimura, Nozomu Matsuda, Kazuaki
Kanai, Kazuhiro Takahashi, Hiroshi Ito, Yoji Hirano,
Yuichi Kimura, Riki Matsumoto, Akio Ikeda, and Takuya
Takahashi－ Cell Reports Medicine（2023, 4 101020）
https://www.sciencedirect.com /science /article /pii /S2666379123001301【研究者の声】
当教室にて開発された、生きたヒトの脳内でAMPA受容体を可視化したPETとてんかんにおける伝統的なデバイスである脳波を用いて、てんかんのbiologyの一端を明らかにすることができました。今回、高橋琢哉教授をはじめとする多くの先生方のご指導・ご助力のおかげで結果を出すことができました。この場を借りて深謝申し上げます。
【略歴】
永露毅
2014年3月横浜市立大学医学部医学科卒業。初期研修、精神科後期研修を経て2019年同大学生理学博士課程へ進学。2023年より現職。
高橋琢哉
1995年慶應義塾大学医学部卒業、1995年から2000年まで
Yale大学大学院博士課程（Department of Biology）、2000
年から2006年までCold Spring Harber 研究所ポストドク
トラルフェロー、2006年より横浜市立大学大学院医学研究科生理学教授。

図 3. 焦点性てんかんではヘブ型可塑性によるてんかん性活動に伴う AMPA 受容体の増加と同時に恒常性可塑性による AMPA 受容体の減少が起きることで恒常性を維持しようとしている。
全般性てんかんでは Nach 等の他の ch 異常によるてんかん性活動に対して AMPA 受容体は代償的に低下する恒常性可塑性が働いている。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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脳科学辞典

脳科学辞典 新項目紹介
京都大学大学院医学研究科 システム神経薬理学分野

林 康紀（脳科学辞典編集委員会委員長）

日本神経科学学会では、脳科学辞典編集委員会を設置し、オンライン辞典である脳科学辞典を開設しています。下記の項目は、最近完成された項目です。解説用語の新規提案も受け付けておりますので、編集部(bsd@jnss.or.jp)までご連絡下さい。

•

ミュラーグリア---------------------------------------------

須賀 晶子、高橋 政代•

網膜--------------------------------------------------------

松本 彰弘、米原 圭祐•

両眼立体視 ---------------------------------------------------

藤田 一郎

•

脳スライス標本 ----------------------------------------------

小林 静香、真鍋 俊也

•

こだま定位

-------------------------------------------------

長谷 一磨、飛龍 志津子

•

認知的構え

-------------------------------------------------

赤石 れい

•

ホスホリパーゼA2 -------------------------------------------

村上 誠

•

外側膝状核

津本 忠治

•

ワーキングメモリー•

Activity-regulated cytoskeleton-associated protein

•

アカシジア

--------------------------------------------------

稲田 俊也

•

Developing brain homeoboxファミリー --------------------

江角 重行--------------------------------------------------------------------------------------------

平林 敏行
比嘉 なつみ、奥野 浩行

事務局のつぶやき
江口：来年は本学会設立50周年。事務局は現在の本郷に事務所を構えて19年になります。あちこち老朽化も進
み、そろそろ引っ越しのタイミング。しかし昨今の賃料上昇などもあり二の足を踏んでいます。いい事務所が見つかりますように。
吉田：学会が利用しているメール・Webサーバの移転を、水面下で進めています。皆様の目には見えない部
分ですが、大幅なコスト削減・効率アップが実現できる予定なので、色々調べて勉強しながらがんばっています。
三瓶：仙台大会が盛況に終わり、学会事務局も次の福岡大会へ向け本格始動に。実は大会会場は３年前に予約を取付するため、2027年会場の決定もこの秋行われます。乞うご期待！
地主：もう1名のスタッフとともに編集アシスタントとしてNSR発行に関わっています。NSRをより盛り上げていくためには皆様からのご投稿が不可欠です！ぜひお待ちしております！

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236

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募 集

神経科学ニュースへの原稿を募集しています
学会への提言、研究雑感、学会見聞録、書評等、神経科

2月10日発行号（11月末頃入稿締切）学の発展につながるものであればどのようなものでも結4月10日発行号（1月末頃入稿締切）

構ですので以下の要領でお送りください。英文での掲載

7月10日発行号（4月末頃入稿締切）も希望される方は、英文記事をあわせてお送り下さい。

11月10日発行号（8月末頃入稿締切）

なお、神経科学ニュースのプリント版の郵送は、2021年
No.4 を最後に終了させていただきました。
以降は、オールカラーのPDF版を学会ホームページに掲載しています。
下記よりダウンロードしてご覧下さい。
https://www.jnss.org/neuroscience_news

6. 掲載料は不要ですが、記事の執筆者は原則として学会員あるいは協賛・後援団体である事が必要です。
7. 本誌に掲載する著作物の著作権は、日本神経科学学会に帰属します。ただし、著者および共著者が学術教育目的で使用する場合は、謝辞あるいは参考文献に出典を明記すれば、本会への申し出は必要ありません。
求人情報、学会・シンポジウムの案内、助成金の案内は、ホー

1. 原稿は下記フォーマットの電子ファイルを、メール添付でnewsletter@jnss.orgまでお送り下さい。
a. 文章はMS Wordで作成して下さい。画像（写真・図）は文中に貼り付けず、オリジナルファイルを別にお送り下さい。

ムページにて、掲載させていただきますので、https://jnss.
org/submissions を、ご参照ください。

紙 面

b. 画像はJPEG, TIFFなどのフォーマットで、適度な解像度（最大で300pixcel/inch程度まで）、かつメール添付可
能なサイズ（1点当たり2～3MB程度）に調整して下さい（数値は目安です）。
2. 記事1編は1ページまたは2ページ以内に収めて下さい。
（依
頼原稿のページ数は依頼者にご確認下さい。）
1ページの場合（日本語全角で約2000字程度）
2ページの場合（日本語全角で約4600字程度）
但し画像は以下の基準で文字数に換算します。ご入稿時に、ご希望の掲載サイズをご指定下さい。
画像（小）： ①横8㎝・縦6㎝以内。300字相当。
画像（中）： ②横8㎝・縦12㎝以内か③横16cm・縦6㎝以内。600字相当。
画像（大）： ④横16㎝・縦8㎝以内。800字相当。
3. ご入稿後の原稿の差し替えは原則として行わず、お送りいただいたファイルをそのまま利用しますので、誤りの無いことをお確かめの上、原稿をお送り下さい。ただし、編集委
員会から修正をお願いする場合があります。
4. 掲載の可否と時期については、ニュース編集委員会で検討の上、決定させていただきます。

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5. 発行日と入稿締切日は通例以下のとおりですが、都合により変動することがあります。具体的な締切日については、事務局までお問い合わせ下さい。

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募 集

募
神経科学ニュース目次配信メール集
バナー広告募集要項（2024 年版）

募集要項

年間の発行スケジュール

1.

※バナーの入稿締切日の詳細につきましては、事務局にお掲載媒体： 日本神経科学学会 会報「神経科学ニュース」の目次配信メール（HTMLメール）

2.

送信メール数： 約6,200通（日本語版
英語版

問い合わせ下さい。
約5,200通、

約1,000通）

㓡 2024年1号

3.

送信対象： 日本神経科学学会 会員

4.

送信回数： 年4 回

5.

契約期間： 1年間

6.

掲載場所： 目次配信のHTMLメール中に掲載（日本語

2月10日発行予定（バナーデータ入稿締切：2024年1月末）
㓡 2024年2号（4回）

4月10日発行予定（バナーデータ入稿締切：2024年3月末）

版・英語版の両方）

㓡 2024年3号

7月10日発行予定（バナーデータ入稿締切：2024年6月末）※HTMLメールを受信拒否している人のために、テキス
トメールも同時配信します。

㓡 2024年4号

11月10日発行予定（バナーデータ入稿締切：2024年10月末

テキストメールにも「スポンサー」の欄を設け、バナーに設定するリンク先URLをテキストで掲載いたしま
す。
7.

掲載料： 40,000円／1回（日本語版+英語版 両方への掲載） × 4回 ＝160,000円
8.

入稿形態：フォーマット：JPG（不課税取引）（GIFアニメ不可）

大きさ：幅 134 pixel x 高さ 75 pixel

ご入稿の前に初回掲載時は、入稿締切日より1週間ほど前を目安に、バナ
ー画像のサンプルをお送りください。神経科学ニュース編
集委員会で確認させていただきます。修正等をお願いする
場合もございますのでご了承ください。

（バナーに設定するリンク先URLもお送り下さい）※日本語版と英語版で、バナーのデザインやリンク先
URLが違う場合は、2種類のデータとURLをお送り下さい。
※契約期間中のバナーの差し替えは無料です。
9.

別途、学会HPでのバナー広告（月１万円）も募集しております。
https://www.jnss.org/adinfo/

入稿方法： メール添付

10. 広告掲載費のご請求： 毎年1月に1年分をまとめてご請求させていただきます。

お申込み・お問い合わせ
日本神経科学学会 事務局〒113-0033 東京都文京区本郷7丁目2-2本郷ビル9F
TEL:03-3813-0272／FAX: 03-3813-0296
E-mail: office@jnss.org
URL: https://www.jnss.org/

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賛助会員一覧
Supporting Members
敬称略 ( 五十音順 )• アレクシオンファーマ合同会社
Alexion pharma GK
https://alexionpharma.jp/• 株式会社医学書院
IGAKUSHOIN Ltd.

http://www.igaku-shoin.co.jp/top.do• エーザイ株式会社
Eisai Co., Ltd.

https://www.eisai.co.jp/index.html• 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ経営研究所
NTT DATA INSTITUTE OF MANAGEMENTCONSULTING, INC.
https://www.nttdata-strategy.com/- 応用脳科学コンソーシアム
CAN : Consortium for Applied Neuroscience
https://www.nttdata-strategy.com/can/• 小原医科産業株式会社
O’HARA & CO., LTD.

https://ohara-time.co.jp/

編集後記
2023 年第 4 号をお読みいただき、ありがとうございました。2 年ぶりに再び神経科学ニュース編集委員を担当させていただくこととなり、さてどなたに神経科学ト
ピックスを依頼しようかと見まわしてみると、ここ最近も大変多くの素晴らしい神経科学関連の研究が日本の研究室から報告されていることが次々と見つかって、とてもうれしい気持ちになりました。ご多忙にもかかわらずご執筆をお引き受けくださった先生方に、この場を借りて厚く御礼申し上げます。また、この 8 月には猛烈な夏の暑さの中、仙台において第 46 回日本神経科学大会が完全対面で行われました。どの会場も非常に盛況で、特にポスター会場では歩き回るのも大変なほど多くの人が、それぞれのポスターの前で熱い議論を交わしている姿が見られて、サイエンスへの情熱が感じられました。久しぶりに（もしくは初めて）学会参加した学生さんたちにとっては、直にこの情熱的な雰囲気や楽しさを感じることで、研究へのモチベーションが高まったのではないかと思います。本号の神経科学ニュースにおいても、研究の面白さが伝わる多くの記事を掲載させていただくことができたと思っておりますので、これを読んでよい刺激を受けて明日への活力にしていただければ幸甚です。

• 科研製薬株式会社
KAKEN PHARMACEUTICAL Co., Ltd.

神経科学ニュース編集委員高橋 阿貴

http://www.kaken.co.jp/• 住友ファーマ株式会社
Sumitomo Pharma Co., Ltd.

https://www.sumitomo-pharma.co.jp/• ゼロシーセブン株式会社

ZeroCSeven,Inc.
https://www.0c7.co.jp/products/• 武田薬品工業株式会社
Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.
https://www.takeda.com/jp/• 株式会社成茂科学器械研究所
NARISHIGE Group

http://www.narishige.co.jp/japanese/index.html• ミルテニーバイオテク株式会社
Miltenyi Biotec K.K.

https://www.miltenyibiotec.com/

発行 : 一般社団法人 日本神経科学学会
編集 : 神経科学ニュース編集委員会
委員長

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ジ ョ ン 等 に よ り 挙 動 が 異 な る 場 合 が あ り ま す の で、

村松 里衣子 ( 国立精神 ･ 神経医療研究センター )委員
荒田 晶子（兵庫医大）、北西 卓磨（東京大学）、
高堂 裕平（量子科学技術研究開発機構）、
高橋 阿貴（筑波大）、増田 隆博（九州大）
オブザーバー：古屋敷 智之（神戸大）

ご了承ください。

2023 No.4, 10 November 2023 Consecutive Number 236