平成28-32年度 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究（研究領域提案型）

平成28-32年度 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究（研究領域提案型）

多様な
「個性」
を創発する脳システムの統合的理解
ニュースレター第6号 2019年10月発行
編集人 星野 幹雄
発行人 大隅 典子
発行所「個性」創発脳ニュースレター編集局〒187-8502

東京都小平市小川東町4-1-1

国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 病態生化学研究部
Tel: 042-346-1722
E-mail： hoshino@ncnp.go.jp
印刷所 株式会社トライス
領域ホームページ：http://www.koseisouhatsu.jp

多様な
「個性」
を創発する脳システムの統合的理解「個性」創発脳Integrative Research toward Elucidationof Generative Brain Systems for Individuality

News Letter

06

Vol.

2019.10

平成28-32年度 文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究（研究領域提案型）

多様な
「個性」
を創発する脳システムの統合的理解

06「個性」創発脳Vol.

Integrative Research toward Elucidationof Generative Brain Systems for Individuality

2019.10

News Letter

領域代表挨拶

第２期公募研究関係の皆さまをお迎えして
CONTENTS

梅雨明け後の猛暑の中、第４回領域会議は香川県琴平で年弱の間に各種解析技術がいっそう進歩したことや、領域の開催となりました。世話人を務めて下さいました徳島文理内の連携が進んだこともあると思います。
「個性」
という研究

領域代表挨拶

03

大学の冨永貴志先生、冨永先生の分担研究者でもある東北

対象にどのように対峙するのかについても、各々の落ち着き

公募研究代表紹介

04

大学の種村健太郎先生、
また、両研究室の皆様、たいへんおどころを見つけられたという面もあるのではないでしょうか。

班員リスト

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世話になりました。讃岐うどんを帰りがけに頂きましたが、と領域のアドバイザーを務めて頂いている鍋島陽一先生に領域会議開催報告

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研究成果報告40

新任教授挨拶

42

新設研究室紹介・Topics

43

活動報告・活動予定

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鍋島先生は老化研究の第一人者です。かつて、老化の研

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究では、
「老化はプログラムされたものか、
それとも確率的な

温度、時間、
そして個性

星野 幹雄

表紙絵：最後の晩餐（1495-1498） レオナルド・ダ・ヴィンチ サンタ・マリア・デッレ・グラツィエ教会ても美味しかったです。

は、今回の領域会議にもご出席頂くことができました。新体

さて、今年度から新しい公募研究代表者の方々が加わり、制についてお褒めのお言葉を頂くとともに、「オリジナリティ

さらに領域の活動がパワーアップしたように思います。
この３を大事にすること」
を強く求められました。
それは、研究対象であったり、解析手法であったり、色々なケースが考えられると思いますが、やはり新天地を切り拓く概念を打ち出すことがもっとも重要でしょう。

ものか？」という大激論があったとのこと。
その論争に決着が付いたのは、線虫等で「長寿」な変異体が見つかり、その遺伝子が同定され、マウスやヒトでも保存されていることがわ
かったことによるそうです。
つまり、老化現象は遺伝的にプログラムされていること、
さらに栄養摂取等の環境条件も関わること、そうであれば、
アンチエイジングへの道筋も立てられる……という風に研究が進展してきたというのです。
「個性」の研究においても、
どのように
「個性」
が創発するのか、この２年で経糸・緯糸の仕組みを明らかにしていくことができればと期待します。

大隅 典子

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公募研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

VMAT1変異が精神的個性に及ぼす影響：
マルチスケールアプローチによる解明
ヒトを特徴づける社会的な行動や高度な認知機能研究代表者

河田 雅圭 教授

東北大学大学院生命科学研究科

主要論文
Sato, D. X. and M. Kawata: Positive andbalancing selection on SLC18A1 geneassociated with psychiatric disorders andhuman-unique personality traits. Evolution
Letters, 2, 499-510, 2018
Sakai, Y., S. Kawamura, and M. Kawata:
Genetic and plastic variation in opsin gene
expression, light sensitivity, and female
response to visual signals in the guppy.
Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States ofAmerica, 115, 12247-12252, 2018
Takahashi, Y., K. Kagawa, E. I. Svensson
and M. Kawata: Evolution of increased
phenotypic diversity enhances population
performance by reducing sexual
harassment in damselflies. Nature
Communications 5, 4468, 201404

脳溝形成の個人差に着目した
早産児神経発達予後予測モデルの開発

データを用いた予備解析では、Thr/Ileのヘテロ型をヒト胎生期の脳発生発達の中で、もっともダイナのか、個々の脳溝パターンのバリエーションから個別の進化が、高次脳機能障害である精神疾患を生んだ持つヒトが、将来を積極的に考えることができるといミックかつヒト特異的なプロセスの一つが大脳皮質に予後を推定しうるか、とうい課題は未解決である。

という可能性が指摘されています。また、ヒトの個性う質問項目にポジティブな回答を示すという結果がの脳溝形成である。ヒトの脳溝は限られた脳領域

さらに、私たちは、超早産児の修正40週前後で撮(パーソナリティの5要因)は精神疾患と遺伝的相関得られました。

（例えば、中心溝や鳥矩溝）ではよく似たパターンを像されたMRIを詳細に観察し、過去に報告のない特を持つことが示されています(Lo et al. 2017)。私た

公募研究の後半2年では、東北メディカル・メガ

示すが、全体としては個人差が非常に大きいことが徴的な中心溝を呈する症例を5例発見し報告した。

ちは、15種の哺乳類で解析できる精神疾患関連遺バンク機構からゲノムデータと対応するMRI画像お知られる。ヒトの脳溝がどのような機序で形成され、全例が在胎27週未満の超早産出生であり、2例

伝子588個の中から、ヒトの進化過程で加速度的によび認知テストデータを解析することで、VMAT1のなぜバリエーションが生まれるか、という問いはヒト

は中心溝が前頭溝や頭頂溝と交差し、3例は中心溝進化した遺伝子として、小胞モノアミントランスポー

変異の進化維持機構の解明に繋げる予定です。まの脳の発生発達を考える上で重要な研究課題であが新たな脳回の出現により分断されていた。中心溝

ター 1(VMAT1)遺伝子を検出しました(Sato andた、国立精神・神経医療研究センターの井上由紀子

り、これまでに様々なモデルが提唱されているが、未が形成される受胎後22 〜26週前後に体外環境にKawata 2018)。ヒトに進化する過程で、130番目

氏のもとで、VMAT1の136番目の変異をヒト型Thr

だ十分に解明されていない。しかし、近年、ヒト成人晒された超早産児では、個人差が最も少ない中心溝のアミノ酸がGulからGlyへ136番目のアミノ酸がとIlleに遺伝子編集をしたマウスが既に作成されましの脳溝パターンと認知機能や神経発達症との関連がといえども変容をきたすものと考えられる。このよう報告され始めている。

な「特異な中心溝」を持つ児の臨床像、一次運動

AsnからThrに置換することで、小胞内へのモノアミ

た。今後、藤田医科大学の協力のもとマウスの行動

ン取り込み量が減少し(Sato et al. submitted)、不実験を行うことで、VMAT1変異が不安行動やリスク

私達はこれまで、ヒト早産児の脳構造や脳機能の野・感覚野の機能予後や二次・三次脳溝形成に及安傾向が高まる方向に進化していることが予測され回避行動、さらには積極的行動への影響を検証する

変容を、様々なMRI撮像法を駆使し明らかにしてきぼす影響を明らかにすることは、脳溝形成メカニズ

ました。また、小胞へのモノアミンの取り込み量の大予定です。さらに、個性(性格5因子）に関わるSNPた。早産児（特に、超早産児）には、自閉スペクトラ

ムの謎にヒントを提供するのみならず、
「いつ」
「どの

きい変異（136番目のアミノ酸がIle）が、約10万年をもちいて、性格の地域差に及ぼす遺伝的要因、性ム症や知的発達症を含む神経学的後障害が高率ような」環境要因が働き、特異な脳溝形成に至った

前に出現し、現在、ThrとIleの変異が集団中に自然

格差の遺伝的維持機構、古代人ゲノムを用いた性格（〜 50%）に観察される。これら多彩な後障害が生のか、「個人」レベルで明らかにできる可能性がある。

選択によって維持されている状態であることが示されの遺伝的変異の時系列的変化についても研究を進めじるメカニズムとして、従来は、出生後早期の低酸素

このような背景を踏まえ、私たちは早産出生児のました。

ていく予定です。

虚血や感染・炎症といった外的侵襲に対する大脳脳溝パターンのバリエーションから、児の将来の神

このことは、神経質性などの個性に関わる変異が「白質」の脆弱性で説明されてきたが、近年は、大脳経発達予後予測や、過去の周産期既往を個別に推積極的に集団中に維持されていることを示していま「皮質」の直接障害あるいは二次的成熟障害の重要定することを最終目標に掲げる。本研究課題では、す。また、東北メディカル・メガバンク機構の大規模性が明らかにされ始めている。最近私達は、修正40

脳構造MRIを用いて、まず、1) 早産出生児に高率な週前後の脳画像解析から、早産児の皮質容量、脳表

神経発達症と関連する脳溝パターンを6歳時の構造面積や脳回指数は正期産児と比較し低値であること

MRIから明らかにし、次に、2) 中心溝に着目し、私を明らかにしてきた。しかし、どの領域の、どのようなたちが見出した特異な中心溝を有する超早産児の臨

脳溝パターンが早産児の神経学的後障害と関連する床像を明らかにする。

研究代表者

城所 博之 助教

名古屋大学医学部小児科

主要論文
Kidokoro H, Anderson PJ, Doyle LW,
Woodward LJ, Neil JJ, Inder TE: Brain injury
and altered brain growth in preterm infants:
predictors and prognosis.Pediatrics,134,e444-53, 2014.
Kidokoro H, Neil JJ, Inder TE: New MR
imaging assessment tool to define brain
abnormalities in very preterm infants at
term.AJNR Am J Neuroradiol, 34,
2208-14, 2013.
Kidokoro H, Okumura A, Hayakawa F, Kato
T, Maruyama K, Kubota T, Suzuki M,
Natsume J, Watanabe K, Kojima S:
Chronologic changes in neonatal EEG
findings in periventricularleukomalacia.Pediatrics,124,e468-75,2009.

05

公募研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

当事者視点と社会モデルを踏まえた
自閉スペクトラム症研究プラットフォームの実現

研究代表者

熊谷 晋一郎 准教授

東京大学先端科学技術研究センター

主要論文
Kumagaya S: Informational support design
aiming for the accommodation of individuals
with autism spectrum disorders based on
the social model of disability: From auser-led research perspective. Journal of
the National Institute of Public Health,66, 532-544, 2017.
Inui, T, Kumagaya S, Myowa-Yamakoshi M:
Neurodevelopmental hypothesis about the
etiology of autism spectrum disorders,
Frontiers in Human Neuroscience, 11,354, 2017.
Kumagaya, S: Tojisha-kenkyu of autism
spectrum disorders. Advanced Robotics,
29, 25-34, 2015.

06

オープンリソースの深層学習と標本外予測による個性の脳マッピング

1980年代以降、障害に関する考え方は、障害の的 バリエー ションだとする 神 経 多 様 性

ヒトの精緻な心理機能が脳にどのように実装され

べるにはある程度強力だと思います。しかし、検証である人々を多数派に近づける医学モデル（medical（neurodiversity）と呼ばれる当事者発の視点がアカているのかを理解したいと思ってきました。この疑問

きる仮説と収集できる標本数には限りがあり、信頼model）から、可変性に限界のある個人の心身機能デミアにも広まりつつあり、英国のParticipatoryを解くために、これまで非侵襲脳機能計測を用いて性や検出力に限界があります。また、個人差の解析（impairment）やその変化にかかるコストを考慮に

Autism Research Collective（PARC）という団体

行動と脳機能の関連を調べてきました。とりわけ、実は、集団全体の傾向を記述するには適していますが、入れながら、多様な個性を包摂する社会環境のデザ

は、ASDを持つ研究者や活動家と若手ASD研究者・

行制御や意思決定など、ヒトで発達していると考えら個々人の特性や行動を予測するには必ずしも最適とインを実現する社会モデル（social model）に取って臨床家の共同研究を推進している。

れている心理機能に着目し、行動課題遂行中のヒトは言えません。

脳を機能的MRIで撮像して大域的な脳機構を調べ

そこで本研究は、オープンリソースで提供されていてきました(Jimura et al. 2010; 2013; 2018)。

る脳画像と心理・行動特徴のビッグデータを用いて、代わった。その結果、個人に介入を行う医学的アプ

我々もまた当事者視点と社会モデルを踏まえ、ローチと、社会環境を少数派にとっても使いやすいよASD 当事者とともに、本人を取り巻く社会環境が変うに改変するバリアフリー・アプローチの合理的な組動してもほとんど変化しない個性について、当事者研

そして、個々人の心理機能の特徴が行動に反映さ個人の脳画像から、多次元の行動特徴を予測する予

み合わせが推奨されるようになった。この変化の背景

究という日本独自のアプローチによって探求し、ボれているとすれば、行動と脳機能の個人差を解析す測器を構築し、特徴的な脳機構を同定する「個性のには、個人の可変性の限界を見極めようとする科学

ディイメージが 不 安 定であること（Asada et al.,

ることにより、ヒトに特有な脳機構を詳細に理解でき

脳マッピング」を目的とします。とりわけ、Human

者と、障害者本人にとって望ましい状態を回復として2017）や、パーソナルスペースが狭いこと（Asada

るのではないかと考えてきました。

Connectome Projectから提供されている、健常再定義する当事者との共同がある。

et al., 2016）、触覚刺激に対する自律神経反応が大個人の行動やパーソナリティの特徴を記述する尺人1200人分の脳機能画像、構造画像、心理・行動

こうしたパラダイムシフトや当事者との共同は、自閉

きいこと（Fukuyama et al., 2017）、声の制御にお度の集合が、心理・行動特徴の全体像を反映するな

検査のデータを用いて、脳画像から心理・行動特徴

スペクトラム症（以下、ASD）など可視性の低い障害

いてフィードバックの予測誤差に敏感で、内部モデル

らば、個性は、一連の尺度による多次元空間の配置を予測できるような分類器を深層学習により構築しでは遅れており、ASDに対する考え方は、ASD当事に基づくフィードフォワード制御が弱いこと（Lin etと考えることができます。すなわち、行動・心理の特ます。そして、その分類器に、独自の実験で収集した者と、保護者・臨床家・科学者らとの間ですれ違いがal., 2015）、顔認知における視線のスキャンパターン

徴と脳画像データを収集すれば、個々人の個性を描

脳機能画像データを入力することにより、その個人ちである（Bagatell, 2010）。しかし近年、当事者視がランダムな傾向にあること（Kato et al., 2015）な出し、個性と脳の関係を理解することが可能になりの個性を、行動特徴の集合として予測したいと考え

点と社会モデルを踏まえたASD研究も徐々に現れてど実験的に検証してきた。更にこうした理解を踏まえ、ます。しかし一方で、相応の標本サイズが必要となるています。さらに、分類器の特徴ベクトルを用いて、い る。例 え ば「ASD児 は 個 人 に 帰 属 で き る

ASD者にとって参加しやすいコミュニケーション様式

ことが予想されます。

impairmentとして社会的コミュニケーションの困難を明らかにしてきた（浦野ほか, 2015; Ichikawa etをもっているわけではなく、コミュニケーション様式のal., 2017）。

個性を特徴づける脳領域のマッピングを行う計画で仮説を立て、検証するための行動課題をデザイン

す。この枠組みにより、脳画像から個人を特徴付ける

し、脳機能画像実験と心理検査を実施して、脳活動

行動と、その背後にある脳機構が描出可能になると考えています。

点で多数派向けデザインとのなじめなさ（disability）

本課題では、上記のような当事者と研究者の共同と行動特徴の個人差を解析するというこれまでの枠をもっているだけであり、オルタナティブなASD向けによるASD研究、すなわちASDの “co-production

組みは、特異的な心理機能を集団の代表値として調の 社 会 的 コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン 様 式（autisticof research”（Nature 2018）を実現するために、

sociality）が実現されれば困難は緩和する」という報

A. 当事者研究の講習プログラムの確立、B. 当事者研

告がある（Ochs & Solomon, 2010）。また欧米で究と学術研究の相互交流、C. ASD に関する日英比

は、ASDは矯正すべき疾病ではなく自然な認知神経

較研究の3つを実施する。

研究代表者

地村 弘二 准教授

慶應義塾大学理工学部生命情報学科

主要論文
Jimura K, Chushak MS, Westbrook A,
Braver TS: Intertemporal decision-making
involves prefrontal control mechanisms
associated with working memory. Cerebral
Cortex, 28, 1105-1116, 2018.
Jimura K, Chushak SM, Braver TS:
Impulsivity and self-control during
intertemporal decision-making linked to theneural dynamics of reward value
representation. Journal of Neuroscience,
33, 344-357, 2013.
Jimura K, Locke HS, Braver TS: Prefrontal
cortex mediation of cognitive enhancement
in rewarding motivational contexts.
Proceedings of National Academy
Sciences of the USA, 107, 8871-8876,
2010.

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公募研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

マイクロエクソンに注目した脳と個性の発現に関する多階層情報解析

研究代表者

城田 松之 講師

東北大学大学院医学系研究科

主要論文
Shirota M, Kinoshita K: Discrepancies
between human DNA, mRNA and proteinreference sequences and their relation to
single nucleotide variants in the humanpopulation. Database (Oxford). pii:baw124,
doi:10.1093/database/baw124, 2016.
Shirota M, Kinoshita K: Analyses of thegeneral rule on residue pair frequencies inlocal amino acid sequences of soluble,
ordered proteins. Protein Sci. 22(6):725-33.
doi:10.1002/pro.2255, 2013.
Shirota M, Ishida T, Kinoshita K: Absolute
quality evaluation of protein model structuresusing statistical potentials with respect to thenative and reference states. Proteins. 79(5):1550-63. doi:10.1002/prot.22982,2011

近年個人の遺伝型と個性に関する表現型の関連

スクリプトームなどの配列データが急速に増加してヒトの個性形成とその神経基盤に関する統合的研究：長期的･短期的な脳への侵襲の影響
認知・行動・性格など高次脳機能における「個性」

結果を統合することにより、個人における個性とそ解析が行われ、様々な関連のある多型情報が報告おり、また電子顕微鏡解析技術の革新によりヒトのは、個体毎の脳の活動の違いから生まれます。ヒトの神経基盤を明らかにしていくことができると考えされています。しかし、ゲノム配列変化と個性とい新しいタンパク質立体構造データも増加していまの「個性」を支える神経基盤の個体差は、脳が壊ています。発症年齢の異なる患者を比較することにう高次の表現型の間の関連の機構を理解するためす。また、ヒトの疾患などの表現型データについてれた時に、より明らかとなってきます。すなわち、より、発達過程における軽微な脳損傷が個性に与にはいまだに大きなギャップがあります。この状況

もゲノム情報と紐付いた形で増加しています。これら

ほぼ同じ脳部位に損傷があっても、結果として生じえる影響についても示唆を得ることが期待できます。

を解決するためにはゲノムからタンパク質の機能、の大規模データを用いることで、MEの調節に果たる高次脳機能障害には幅があり、その回復過程で前期の研究では、主に各個人における言語野のそして個性などの脳の表現型に大きな影響をあたえ

すゲノム多型の影響や一細胞ごとの選択スプライシ

みられる神経再編も個体毎に異なります。

る経路に着目して研究することが効率的であると考

ングパターンの変動、タンパク質の構造やタンパク本研究では各個人の個性を形づくっている神経において、皮質電気刺激による言語マッピングかえられます。

質間相互作用の安定性への影響などの、MEの選基盤の差異を明らかにするために、てんかんの焦ら、言語ネットワークのhubの位置は個人ごとに異択的スプライシングとゲノム・表現型の関連につい点切除術を行う難治性てんかん患者において、脳なることが示されました。このhubをできるだけ温て新しい知見が得られることが期待されます。

に対する長期的、短期的影響による高次脳機能の存して腫瘍を切除することにより、術後の永続的な変化とその神経基盤を検討することを目的にしてい言語障害を回避することができました。また、難治ます。薬で治療が困難な難治性てんかん患者は、性てんかん患者の術前評価として、留置硬膜下電

幼い頃からてんかん発作を繰り返しており、神経極を用いた皮質電気刺激により言語の各機能につマイクロエクソン（ME）は3〜27塩基程度の短いエクソンであり、選択的スプライシングを受けることでタンパク質のアミノ酸配列に挿入欠失を生じさせタンパク質機能を変化させることが示唆されています。特に神経細胞において発達段階特異的に選本研究では（ⅰ）神経細胞の発生段階における一細胞レベルでのMEの発現制御の解明

分布について検討しました。脳腫瘍の覚醒下手術

択的スプライシングを受けるものがあり、その異常（ⅱ）MEの発現制御に関わるゲノム多型の同定

ネットワークに長期的影響があることが推定されまいて詳細なマッピングを行いました。その結果、各は自閉症などの精神神経疾患と関連することが知ら（ⅲ）MEの機能発現についての立体構造に基づくす。一方、てんかん治癒のための焦点部位の切除

個人における言語野は極めて限局しており、その位は急激な神経ネットワークの変化を意味します。こ置にはばらつきがあること、さらに、発話は前頭葉、のような長期的、短期的影響が認知・行動・性格

聴覚性理解は側頭頭頂葉という原則が当てはまらにどのような影響を与えているかは神経心理学的手ない症例もあることが分かりました。長期にわたるの 4 つの階層でのイン・シリコでの解析を行います。

法で検討することができます。さらに、機能野を温難治性てんかんが言語ネットワークに影響している

れています。このような知見から個性の創発や神経疾患の病態解明においてMEに注目することでゲノ
ム配列変化からスプライシング変化、タンパク質の相互作用変化、神経細胞の機能変化を経て脳の高インシリコ解析（ⅳ）MEの発現制御に関与するゲノム多型と個性の関連解析

次機能に至る多階層の研究を行うことができると考

ゲノム・トランスクリプトーム・タンパク質構造・存して焦点切除術を行うために、術前に皮質電気可能性は考慮する必要がありますが、脳腫瘍例でえられます。しかしながら、MEの選 択 的 発 現は

表現型の多階層データを統合することで、MEとい刺 激 による 脳 機 能 マッピング、選 択 的 Wadaの知見と合わせて考えると、個々人の言語ネット

RNAシークエンシングの一般的な解析手法でなくう軸を通じてゲノム情報から個性の発現との間のtest、機能的 MRI 等を行い、高次脳機能を支えワークにはかなりの多様性があることが示唆されまMEを考慮したデータベースを用いた解析が必要なギャップを埋めることを目指します。

る神経基盤を患者毎に詳細に検討します。以上の

した。

研究代表者

鈴木 匡子 教授

東北大学大学院医学系研究科
高次機能障害学分野
主要論文
Oishi Y, Imamura T, Shimomura T, Suzuki
K: Visual texture agnosia in dementia with
Lewy bodies and Alzheimer’ s disease,
Cortex 103, 277-290, 2018
Tanji K, Sakurada K, Funiu H, Matsuda K,
K a y a m a T, S u z u k i K : F u n c t i o n a lsignificance of the electrocorticographic
auditory responses in the premotor cortex.
Frontiers in Neuroscience 9: 78,
Doi:10.3389/fnins.2015.00078, 2015
Tanji K, Iwasaki M, Nakasato N, Suzuki K:
Face specific broadband
electrocorticographic spectral power change
in the rhinal cortex. Neuroscience Letters515:66-70, 2012

ため、これまであまり研究されてきませんでした。近年、次世代シークエンサの発達によりゲノム・トラン

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公募研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

向社会性の個性を生み出す
分子メカニズムの解明

統合失調症は頻度の高い精神障害であり、医療本研究では、独自の臨床情報を保持し、クロザ。一 方 で、社 会 的 価 値 志 向 性 でへの募金のような行動は向社会的行動と呼ばれ、 （Fig. 1C）

費や非就業のコストが大きな社会負担になっていま

ピン応答性が異なる患者群（例えば、2 人とも治療

pro-self に一貫して分類された参加者は、意思決す。既存薬の治療貢献度は限定的なうえ、治療抵

抵抗性の統合失調症の一卵性双生児で片方の患者

震災復興のためのボランティア活動や慈善団体
ヒトという種を特徴づける行動の一つであると考え研究代表者

高岸 治人 准教授
玉川大学脳科学研究所

主要論文
Nishina K, *Takagishi H, Takahashi H,
Sakagami M, Inoue-Murayama M:
Association of polymorphism ofarginine-vasopressin receptor 1A (AVPR1a)gene with trust and reciprocity. Frontiers in
Human Neuroscience, 2019.
Nishina K, *Takagishi H, Fermin ASR,
Inoue-Murayama M, Takahashi H,
Sakagami M, Yamagishi T: Association of
the oxytocin receptor gene with attitudinal
trust: role of amygdala volume. Social
Cognitive and Affective Neuroscience13, 1091-1097, 2018.
Yamagishi T, Matsumoto Y, Kiyonari T,
Takagishi H, Li Y, Kanai R, Sakagami M:
Response time in economic games reflects
different types of decision conflict for
prosocial and proself individuals.
Proceedings of National Academy of
Sciences U.S.A. 114, 6394-6399, 2017.

られています。私たちの研究室では向社会的行動

定の時間が長い人ほど協力率が高い傾向がみられ

抗性統合失調症において有用であるとして適応が認がクロザピンが効果的で、片方の患者がクロザピンの心理的・生物学的基盤について明らかにする研ました。これらの結果は、pro-social は素早い直められている薬剤であるクロザピンは、薬効のメカの効果が全くないという珍しい症例など）に注目し、究を進めており、20 代から 60 代までの成人約

感的な向社会的行動を行い、pro-self は時間をか

ニズムは不明な点が多いうえ、効果的ではない患

申請者らが開発してきた最新の iPS 細胞関連技術に

500 名を対象に向社会性に関する行動指標と MRI

けた熟慮的な向社会的行動を行うことを示していま者もいらっしゃる状況です。また、投与するまで効より作製済みの患者神経細胞を用いて、クロザピン

画像、遺伝子多型、ホルモンといった生理的な指す。このように向社会的行動といっても一様ではな

果的かどうか不明な上、副作用の危険性があるた

応答性の相違に関わる神経機能の分子メカニズム

標との関連を検討してきました。

く個性がみられます。しかしながら、これまでの研め、投与の可否の客観的指標や新しい分子基盤にを明らかにします。また、iPS細胞の初期化するとい近年、向社会的行動は素早い直感的な行動であ

究では向社会的行動の個性がどのように生み出さ基づいた新規創薬が求められています。そのためにう特性を利用して、クロザピン応答性に関わる分子

るのか、時間をかけた熟慮的な行動であるのかとれるのかについてはほとんど焦点が当てられてきまは、「クロザピンに対する治療応答性の個人間の相メカニズムの個人差が生まれるメカニズムを明らかいう問いに注目が集まり多くの研究が行われていませんでした。本研究では、向社会的行動の個性が違」という脳機能の個性に関する分子メカニズムをにする計画です。明らかにした分子メカニズム情報す。私 たちの 研 究 室 では、社 会 的 価 値 志 向 性

分子レベルでどのように創出されるのかを明らかに明らかにすることが必要であると考えています。

に基づき、治療履歴、認知機能データ、および脳（Social Value Orientation）と呼 ば れる自他のします。

これまで、我々の研究グループでは、精神疾患のMRI 画像データ等の臨床情報やゲノム DNA などの間の報酬分配の選好によって人々は異なるタイプの分子レベルにおける向社会的行動の個性創出メ分子病態を明らかにすべく、直接的に患者神経細バイオリソースを保持している患者サンプルにアクセ

向 社 会 的 行 動 を 行うことを 明らか にしました

カニズムを考えるにあたり、私たちは第三染色体に胞が解析可能となる iPS 細胞関連技術等を利用しスし、同定した治療薬に対する応答性の相違の分（Yamagishi et al., 2017）。社 会 的 価 値 志 向 性

あるオキシトシン受容体遺伝子に注目しました。こた研究を実施してきました。特に、患者の治療履歴、

子基盤情報と臨床情報とを関連して解析することには人々を公平な分配を好む pro-social と自身の利れまでの私たちの研究の結果、オキシトシン受容体

脳画像データ、認知機能といった高次脳機能などのより、クロザピン応答性の個人差を「患者脳機能レ

益の最大化を好む pro-self に分類することができ

遺 伝 子（OXTR）の多 型（rs53576）が向 社 会 的臨床情報を保持する” 特定の” 患者を用いた iPSベル」で理解することをめざします。以上の解析をます（Fig. 1A）。実験では囚人のジレンマゲーム、行動の個性と強く関連することが明らかになりました

細胞関連研究は、世界的に報告数は少なく、先進

包括し、クロザピン応答性の個人差の解析を通じて、公共財ゲーム、独裁者ゲーム、信頼ゲームといっ（Nishina et al., 2015; Nishina et al., 2018）。

性が高いうえ、基礎研究の成果と患者の臨床情報

脳機能の個性創発の分子メカニズムを理解することた複数の経済ゲームを実施し、各ゲームにおける本研究では、オキシトシン受容体遺伝子にあるとを「橋渡し」することを可能にすることから、疾が目標です。

協力率、および意思決定の反応時間を測定しまし

CpG サイトの DNA メチル化が向社会的行動の個

患の病態の本質に直結するものと期待されます。

た（Fig. 1B）。また社会的価値志向性を測定する性に与える影響を検討するとともに、どのような社

課題を異なる時期に 3 度実施しました。

会的環境要因がオキシトシン受容体遺伝子の DNA

実 験 の 結 果、社 会 的 価 値 志 向 性で 一 貫して
pro-social に分類された参加者は、意思決定の時

10間が短い人ほど協力率が高い傾向がみられました

iPS細胞技術及び患者臨床情報を用いた
精神疾患の治療応答性の個性創発機構の解明

メチル化を制御しているのかを大規模サンプルを対象に検討します。

研究代表者

中澤 敬信 准教授

大阪大学大学院歯学研究科

主要論文
Baba M, Yokoyama K, Seiriki K, Naka Y,
Matsumura K, Kondo M, Yamamoto K,
Hayashida M, Kasai A, Ago Y, Nagayasu K,
Hayata-Takano A, Takahashi A, Yamaguchi
S, Mori D, Ozaki N, Yamamoto T, Takuma
K, Hashimoto R, Hashimoto H, Nakazawa
T*: Psychiatric-disorder-related behavioral
phenotypes and cortical hyperactivity in amouse model of 3q29 deletion syndrome.
Neuropsychopharmacology, in press (*corresponding author)
Nakazawa T, Kikuchi M, Ishikawa M,
Yamamori H, Nagayasu K, Matsumoto T,
Fujimoto M, Yasuda Y, Fujiwara M, Okada
S, Matsumura K, Kasai A, Hayata-Takano
A, Shintani N, Numata S, Takuma K,
Akamatsu W, Okano H, Nakaya A,
Hashimoto H, Hashimoto R: Differential
gene expression profiles in neurons
generated from lymphoblastoid B-cellline-derived iPS cells from monozygotic twincases with treatment-resistantschizophrenia and discordant responses toclozapine. Schizophrenia Research, 181,75-82, 2017.
Nakazawa T *, Hashimoto R, Sakoori K,
Sugaya Y, Tanimura A, Hashimotodani Y,
O h i K , Ya m a m o r i H , Ya s u d a Y,
Umeda-Yano S, Kiyama Y, Konno K, Inoue
T, Yokoyama K, Inoue T, Numata S,
Ohnuma T, Iwata N, Ozaki N, Hashimoto H,
Watanabe M, Manabe T, Yamamoto T,
Takeda M, Kano M: Emerging roles of
ARHGAP33 in intracellular trafficking of
TrkB and pathophysiology ofneuropsychiatric disorders. Nature
Communications, 7, 10594, 2016.(*
corresponding author)

11

公募研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

A01: ヒトにおける「個性」創発とその基盤的研究

動物の個性の評価指標の確立とヒトを含む種間共通モデルの作製
ヒト以外の動物にも個性はあるのでしょうか？どのように測定することができるでしょうか？
個性を形作る性格や行動の個体差は、複雑な社

村山 美穂 教授

京都大学野生動物研究センター

主要論文
Wilson V, Weiss A, Humle T, Morimura N,
Udono T, Idani G, Matsuzawa T, Hirata S,
Inoue-Murayama M: Chimpanzee
Personality and the Arginine Vasopressin
Receptor 1A Genotype. Behavior
Genetics, 47, 215-226, 2017.
Konno A, Inoue-Murayama M, Yabuta S,
Tonoike A, Nagasawa M, Mogi K, Kikusui T:
Effect of Canine Oxytocin Receptor Gene
Polymorphism on the Successful Training ofDrug Detection Dogs, Journal of Heredity,
109, 566-572, 2018.
Inoue-Murayama M, Yokoyama C,
Yamanashi Y, Weiss A: Common marmoset(Callithrix jacchus) personality, subjective
well-being, hair cortisol level and AVPR1a,
OPRM1, and DAT genotypes. Scientific
Reports, 8, 10255, 2018.

12

よる個性の評定値と遺伝型との関連を解析し、個生活の上で、様々な得意・不得意の個人差があり、激を提示しても身体極近傍として処理されにくい傾性の要因となる候補遺伝子の配列と機能を、鳥類

それが、様々な個性の形成につながっていると考え向もわかりました 2。また、ラバーハンド錯覚では、からヒトを含む霊長類までの多様な動物種で解析られます。この研究では、日常生活上の得意・不

視覚・触覚の同期刺激により、触知覚が身体外の「ラ得意につながる多様な個性がいかにして形成されバーハンド」に飛び、それが自分の体の一部になっ集団内での個体関係の維持に必要な機能であると具体的には、3 つの研究項目について研究を進るのか、特に、身体性とその障害に関連した個性

たような錯覚が生じることが知られています。とこ考えられます。ヒトを含めた動物における個性の存めます。1) 個性の評定方法の比較：個性の指標を創発の認知神経基盤を明らかにします。この背景

ろが自閉傾向が高い参加者では、このような身体在とその進化過程を明らかにするには、多様な種確立するため、性格評定の可能な霊長類や家畜なには、その人が持つ脳の感覚情報処理が関係する

所有感の錯覚が生じにくく、身体性の違いが浮きにおける横断的な比較によって、進化的推移を解

ど多様な飼育動物を対象に、同一個体の性格や社と考えられ、その極端な例が、自閉スペクトラム症

彫りになりました 。皮膚ラビット錯覚等の実験から明する必要があります。本研究では、動物の性格

会行動を、質問紙や行動指標など多様な指標を用（Autism Spectrum Disorder, ASD）などの 発は、ASD者の一部では、触知覚が身体外に飛び出

国立障害者リハビリテーション
センター研究所
脳機能系障害研究部の個体差に関わる客観指標を確立し、それを種横いて評定し、指標間で比較します。イヌ、ネコ、ゾ

達障害でみられる感覚の過敏や鈍麻につながるとしにくい可能性が示唆されています。つまり、ASD

断的に比較することを目的としています。従来のヒウなどの評定がすでに得られています。評定に影響考えられます。ASDでは、
社会性とコミュニケーショ

者あるいは自閉傾向の高い実験参加者では、TD

主要論文

ト以外の動物の行動の個体差の研究は、ヒトの個する要因についても精査します。2) 個性の分子指ンの障害が最も代表的な特性とされていますが、者に比べて視・触覚の相互作用が生じる傍身体空

人差の指標や手法を応用するものでしたが、ヒトが標の比較：動物種を横断的に比較できる新たな指ASD 者の感覚処理特性は、定型発達者と大きく間が狭小なのかもしれません。このことは道具の身質問紙などで評価する場合は、動物の「擬人化」

標として、性格・行動の評定のためのゲノムやホル

異なることがわかってきています。そして、私たち体化が困難になる可能性を示しており、個性の一が避けられず、個性の適切な評価が難しい、というモン指標を確立し、種間比較によって遺伝子の多のものを含むいくつかの研究から、定型発達（TD）

つとしての特有の身体性が、道具使用の不得意（あ問題があります。そこで本研究では、ヒトも動物で様性や機能を解明します。これまでの研究で、チン者とは異なる身体性を持つ可能性が明らかになり

るいは何らかの特技）に結びつく可能性を想定してあるという基本的な事実に立ち返って、まず多様な

パンジー、イヌ、ニワトリなど多様な種において、つつあります。

います。

会集団を形成する動物種において広く観察され、研究代表者

感覚情報処理の個人差が生み出す身体の「個性」

し、進化系統的に比較します。

3

動物種の行動観察、測定、評定などのデータにも神経伝達に関与する遺伝子の相同領域の多型が、

例えば、左右の手に与えられた 2 つの触覚刺激

一方、これまでに行った研究では、非常に大きとづく行動の個体差の基本次元を抽出してモデル

社会性や攻撃性の個体差と関連することを明らかの順番を答えてもらう際（触覚時間順序判断）、腕な個人差が観察され、それは ASD 者・TD者の区化します。それをヒトにも応用することにより、ヒトにしてきました。また遺伝マーカーを用いてニホンを交差した状態で答えてもらうと、TD 者では判断分だけで説明がつくものではなく、その背景を明らと動物に共通する個体差の次元を抽出し、個性のザルやゴリラの血縁を解明し、血縁が社会行動にの逆転が生じます。触覚の知覚が空間に依存する

かにする必要が生じました。本研究では、道具使モデル化を目指します。さらに、客観指標として、どのように影響するかを解析してきました。3) 種間ためと考えられます。一方、ASD 児では、この逆用や球技の不得意等につながる感覚情報処理につ

分子指標、すなわち遺伝子型やホルモンレベルの比較による共通モデルの作製：広範な動物種に適転傾向が少ないことがわかりました 。すなわち空いて、認知神経科学的な研究手法とWEBアンケー

情報を追加します。動物に対する観察や質問紙に用可能な、個性の共通モデルを作製します。

間ではなく身体に依存した触覚表象を持つ可能性

ト等の調査研究を両輪に進めてまいります。その上があります。さらに、触覚による視覚の抑制といっで、発達障害等で生じる特有の身体性がどのよう1た知覚現象について、自閉傾向の影響を調べてみに生じ、それがどのような個性につながるのかを明ると、自閉傾向の高い参加者では、身体近位に刺らかにしていきます。

研究代表者

和田 真 発達障害研究室長

Wada M. et al. Spatio-temporal processing oftactile stimuli in autistic children. Sci Rep 4,5985, doi:10.1038/srep05985 (2014).
Hidaka S, Suzuishi Y, Ide M & Wada M:
Effects of spatial consistency and individual
difference on touch-induced visual
suppression effect. Sci Rep 8, 17018,
doi:10.1038/s41598-018-35302-w (2018).
Ide M. & Wada M: Salivary Oxytocin
Concentration Associates with the Subjective
Feeling of Body Ownership during the
Rubber Hand Illusion. Front Hum Neurosci
11, 166, doi:10.3389/fnhum.2017.00166(2017).

13

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

空間弁別の個性を形成する環境的要因と遺伝的要因の複合解析

上田(石原) 奈津実 講師
名古屋大学理学研究科

主要論文
Ageta-Ishihara N, Konno K, Yamazaki M,
Abe M, Sakimura K, Watanabe M, Kinoshita
M: CDC42EP4, a perisynaptic scaffold
protein in Bergmann glia, is required forglutamatergic tripartite synapse
configuration. Neurochemistry
International, 119:190-198, 2018
Ageta-Ishihara N, Yamazaki M, Konno K,
Nakayama H, Abe M, Hashimoto K,
Nishioka T, Kaibuchi K, Hattori S, Miyakawa
T, Tanaka K, Huda F, Hirai H, Hashimoto K,
Watanabe M, Sakimura K, Kinoshita M: A
CDC42EP4/septin-based perisynaptic glial
scaffold facilitates glutamate clearance.
Nature Communications, 6, 10090, 2015
Ageta-Ishihara N, Miyata T, Ohshima C,
Watanabe M, Sato Y, Hamamura Y,
Higashiyama T, MazitschekR, Bito H,
Kinoshita M: Septins promote dendrite andaxon development by negatively regulating
microtubule stability via HDAC6-mediateddeacetylation. Nature Communications, 4,2532, 201314

ストレス感受性の個性創発の分子神経基盤解析

プチン細胞骨格を中心に神経基盤を分子・細胞レベ

気分障害や不安障害の発症には遺伝的要因のみ

これまでに、ストレス脆弱性マウスとストレス耐性

境的要因によっても変化します。そのため、個性を階ルで明らかにしました。本研究では、この知見に基づ

ならず環境要因（ストレス）が大きく作用することがマウスを確立し、ヒストン修飾やDNAメチル化と層的に理解するためには遺伝的要因と環境的要因にき、空間弁別に与える環境的要因を決定することを想定されています。しかし、ストレスフルなライフイベ

いったエピジェネティクス制御に関わる様々な分子より変化する評価系(分子・細胞・行動)の確立が望目指します。具体的には、生活習慣、育ち方、環境変ントを経験したすべての人が精神疾患を発症するわ（HDAC2、HDAC4、HDAC5、SIRT1、DNMTs）

まれます。空間弁別は類似した空間記憶を分離、差化に着目し、環境的要因を変化させます。生活習慣

けではなく、大多数の人はストレスに適応して精神的がストレス感受性制御に関わることを明らかにしてき別化するために必須であり、計算論の立場から責任は、ヒトの研究から運動で促進される神経新生は空安定性を維持することができます。ストレスの影響にました。また、これら分子の発現異常はうつ病患者

領域は海馬歯状回であることが示唆されていますが間弁別能力を向上させることが報告されているため対する予防・緩衝要因としてのレジリエンスは、ストにおいても認められることを見出しました。このよう(Rolls, Hippocampus 1996; McHugh et al.,(Clelland et al., Science 2009; Sahay et al.,

レッサーに暴露されても健康的な精神状態を維持すに、トランスレーショナルな視点から、確度のより高Science 2007)、分子・細胞学的基盤は不明です。

Nature 2011; Nakashiba et al., Nature 2012)、

る力（抵抗力）と、発病後に健康な状態へと導く力

い非臨床研究を展開することで、うつ病の発症・病「個性」は、遺伝的要因により形成されますが、環研究代表者

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

一方で空間弁別に影響を与える環境的要因につい運動を用います。育ち方は、淡水魚を用いた研究から（回復力）、の二側面を持つ概念と捉えられています。

態メカニズム解明に向けた研究を行っています。本ては、ヒトの研究から運動で促進される神経新生は

出生後の飼育環境(個別/集団飼育)は個性形成を促

このようなストレス感受性・レジリエンス形成の個研究では、ストレス脆弱性マウスとうつ病患者死後空間弁別能力を向上させ(Clelland et al., Science

すことが報告されているため(Bierbach, Laskowski

人差はどのようなメカニズムで構築されているのだろ脳解析から、私たちが新たに見出したストレス感受2009; Sahay et al., Nature 2011)、カフェイン摂

et al., Nat Commun 2016)、個別ないしは集団飼うか？１つの仮説として、遺伝的要因と後生的な遺性の個体差構築に関わる候補分子のヒストンリジン

取がこのパターン分離の成績を高めることも示されて育を用います。環境変化に関しては、ショウジョウバ

伝子発現制御（エピジェネティクス要因）との相互作

脱メチル化酵素（KDM）に着目し、KDMによるスト

います(Borota et al., Nature Neurosci 2014)。

エを用いた研究から通常長期記憶ができないような用がストレス感受性に影響を与えている可能性が指レス感受性の個性創発の分子・神経基盤を解明しま

加齢により、新生ニューロンへの分化とその生存が弱い学習でも、空腹であれば十分長期記憶を形成で摘されています。しかし、いつ・どこで・どのような分す。得られた成果は、異種性が極めて高いうつ病の極めて低下することからも、発達・成熟・老化過程にきることが報告されたため(Hirano et al., Science

子機序でストレス感受性の個人差が形成されている

患者層別化技術・新たな治療法・個別化医療技術

おいて、空間弁別は遺伝的要因のみならず環境的要2013)、餌制限を用いることとします。最終的には、かは不明です。私たちは、ストレス感受性の個人差をの開発につながることが期待できます。

因により変動する行動様式であり、モデル動物を用い

遺伝的要因と環境的要因双方の介入・改変による因個性の１つと捉え、その個性創発の基盤としての脳て分子・細胞学的基盤を明らかにすれば、階層的に果関係の検証が可能な評価系を提供できればと考え

内エピジェネティクス制御の役割を明らかにすること

個性を評価できると考えました。前回の公募研究でています。

をめざしています。

は空間弁別能力に焦点をあて、遺伝的要因としてセ研究代表者

内田 周作 特定准教授

京都大学大学院医学研究科
メディカルイノベーションセンター
主要論文
Uchida S, Teubner BJ, Hevi C, Hara K,
Kobayashi A, Dave RM, Shintaku T, Jaikhan
P, Yamagata H, Suzuki T, Watanabe Y,
Zakharenko SS, Shumyatsky GP: CRTC1
Nuclear Translocation Following Learning
Modulates Memory Strength via Exchange
of Chromatin Remodeling Complexes on
the Fgf1 Gene. Cell Reports 18(2):352-366,
2017
Uchida S, Martel G, Pavlowsky A, Takizawa
S, Hevi C, Watanabe Y, Kandel ER, Alarcon
JM, Shumyatsky GP: Learning-induced andstathmin-dependent changes in microtubule
stability are critical for memory and disrupted
in ageing. Nature Communications 5:4389, 2014
Uchida S, Hara K, Kobayashi A, Otsuki K,
Yamagata H, Hobara T, Suzuki T, Miyata N,
Watanabe Y: Epigenetic status of Gdnf inthe ventral striatum determines susceptibility
and adaptation to daily stressful events.
Neuron 69(2): 359-372, 2011

15

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

セル・アンサンブル活動による認知情報表現から抽出する「個性脳」
脳における認知情報の符号化（コーディング）は、研究代表者

大川 宜昭 准教授

獨協医科大学
先端医科学研究センター
認知・記憶研究部門

主要論文
Ghandour K #, Ohkawa N #,*, Fung C. C. A
# , A s a i H , S a i t o h Y, Ta k e k a w a T,
Okubo-Suzuki R, Soya S, Nishizono H,
Matsuo M, Sato M, Ohkura M, Nakai J,
Hayashi Y, Sakurai T, Osanai M, Kitamura T,
Fukai T, Inokuchi K * (# Equally contributed,* Corresponding authors): Orchestrated
ensemble activities constitute a
hippocampal memory engram. Nature
Communications, 10, 2637, 2019.
Yokose J, Okubo-Suzuki R, Nomoto M,
Ohkawa N, Nishizono H, Suzuki A, Matsuo
M, Tsujimura S, Takahashi Y, Nagase M,
Watabe AM, Sasahara M, Kato F, Inokuchi
K: Overlapping memory trace indispensable
for linking, but not recalling, individual
memories. Science, 355, 398-403, 2017.
Ohkawa N, Saitoh Y, Suzuki A, Tsujimura S,
Murayama E, Kosugi S, Nishizono H,
Matsuo M, Takahashi Y, Nagase M,
Sugimura YK, Watabe AM, Kato F, Inokuchi
K: Artificial association of pre-stored
information to generate a qualitatively new
memory. Cell Reports, 11, 261-269, 2015.

を体験した際の記憶形成の過程で、エピソード体験

アリの行動変異をもたらす社会的・
遺伝的メカニズムと個体差の適応的意義
動物で「個性」が創出されていく発達過程では、継続的で一貫した行動パターンの偏りがあることが見えてきました。

対象となる情報を知覚したときに同時に活動した神の中に散りばめられている香りや光、音や触覚といっ

親子や性・社会的な相互作用が極めて重要な役割

経細胞集団（セル・アンサンブル）によって担われてた認知情報が、異なる個体間で同じように表現されを果たすため、個体レベル以上の行動適応の課題をこれらに加え、行動変異をもたらす至近要因を解いると考えられています。このような符号化の形式ているのか？または異なる様式で行われるのか？？は数多く含んでいます。脊椎動物だけでなくアリなどの明すべく、脳内の遺伝子発現の差異などの分子遺伝

は、アンサンブル・コーディングと呼ばれます。我々

未だ不明なままです。そこで本研究課題では、新奇

社会性昆虫でも、親からの保護や子育て、エサ集め、学的メカニズムの解明に取り組み、至近要因・究極はこれまでに、認知機能の一つである記憶に注目し、エピソード体験時に出現するそれぞれのセル･アンサ

繁殖順位をめぐる争いなど、様々な社会的相互作用

要因の統合的理解をめざしています。とくに、トゲオ

新しい出来事の経験（新奇エピソード）の情報が記ンブルとそこに対応する認知情報の対応付けを行なを経て行動を発達させます。そして、異なる行動特性

オハリアリという種を行動変異研究の新たなモデル

憶されるときには、記憶の全体像をつくる個別の情

い、同じエピソードの記憶情報を想起した際に異なを持つ個体が協力することで、社会生活が成立して系とすべく、ゲノム解読やゲノムレベルでの発現解析報に応じた複数のセル・アンサンブルが時間的にずる動物個体間での認知情報の嗜好性の違いをセル･います。

（トランスクリプトーム解析）を行っており、代謝活性れて活動していること、そしてその一部は睡眠中に自アンサンブル活動の出現様式から抽出します。これに私たちは、アリの行動変異に着目し、行動トラッキ

やエネルギー貯蔵にかかわる遺伝子や生理因子（イ

発的に再活動するとともに、記憶が呼び起こされる

よって、セル･アンサンブルによる認知情報の個性的ングなどを用いて、個性創出に関わる個体間相互作

ンスリン、貯蔵タンパク、ドーパミンなど）が、順位なときにはこれらの睡眠中に出現したセル・アンサンブ

脳内表現様式の存在が明らかになると考えられま

用の大規模な行動解析を行い、行動適応の仕組み

どの社会状況に応じて発現変動することがわかって

ルが再び優先的に活動することを明らかにしました。

す。さらに、同腹から生まれた育ちの違う個体間でのの解明をめざしています。動物の行動を継続的にきました。アリは個々の行動は単純ですが、いくつもこの結果は、新しい出来事を経験するときの記憶

セル･アンサンブル活動の比較から、個性的な認知情データ化し続けることはときに大変な困難を伴いまのコロニーを研究室で飼育でき、個体の行動を長期

は、複数のセル・アンサンブルが示す活動として脳内報の脳内表現と生育環境の関連を検討していきます。そこで我々は、目視による観察に加えて、動画にわたって追跡できることから、社会行動と個性創で保持されており、それらは睡眠中に定着されるととす。これは一卵性の双子が違う性格を示す理由の提データとバーコードによる個体認識を用いた行動ト発の関連についての研究モデルとして大きなポテン

もに、出来事の記憶の全体像の思い出しを担ってい案に繋がると考えられます。このように本研究では、

ラッキングを用いて、個体間相互作用を含めた大規

シャルを秘めています。アリの “コロニー” という小さることを意味しています。つまり、新奇エピソードのアンサンブル・コーディングによる脳内での情報表現

模な行動解析を行っています。これらの研究により、な社会は、行動発達に影響しうる社会的相互作用を

記憶情報はアンサンブル・コーディングの様式で脳様式に注目して「個性脳」の生理学的な理解を目的

個体間の相互作用がワーカーの行動パターンに大き網羅しており、社会行動の発達機構と進化を研究すく影響することがわかってきました(Fujioka et al.

る格好のモデル系を提供しうると考えています。アリ内に表現されているのです。一方で、新奇エピソードとします。

2017; Fujioka et al. 2019)。また、コロニーの中の小さな社会を通じて個性や個体差がなぜ、いかにで、ワーカーごとに防衛行動に特化したり、継続的にして生じてくるかを、みなさんと楽しく議論できれば働かないワーカーがいるなど、その場限りではなく、と思います。

研究代表者

岡田 泰和 准教授
首都大学東京理学部 生命科学科
主要論文
Okada Y*, Watanabe Y, Mandy MYT, Tsuji
K, Mikheyev AS*: Social dominance alters
nutrition-related gene expression
immediately: transcriptomic evidence from amonomorphic queenless ant. Molecular
Ecology ,26, 2922-2938, 2017
Fujioka H, Abe MS, Fuchikawa T, Tsuji K,
Shimada M, Okada Y*: Ant circadian activity
associated with brood care type. Biology
Letters , 13, 20160743, 2017
Shimoji H*, Aonuma H, Miura T, Tsuji K,
Sasaki K, Okada Y*: Queen contact andamong-worker interactions dually suppress
worker brain dopamine as a potential
regulator of reproduction in an ant,
Behavioral Ecology and Sociobiology,71:
35, 2017

羽化個体（中央）に対して順位行動である翅切りを行う女王と巣仲間（周りの個体）。
沖縄産トゲオオハリアリ

16

17

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究「個性」はどのように変化するか？

研究代表者

金子 涼輔 助教

群馬大学大学院医学系研究科

主要論文
Kaneko R, Kakinuma T, Sato S, Jinno-Oue
A: Freezing sperm in short straws reduces
storage space and allows transport in dry
ice. J Reprod Dev. 64, 541-545, 2018.
Kaneko R, Takatsuru Y, Morita A, Amano I,
Haijima A, Imayoshi I, Tamamaki N,
Koibuchi N, Watanabe M, Yanagawa Y:
Inhibitory neuron-specific Cre-dependent
red fluorescent labeling using VGAT
BAC-based transgenic mouse lines withidentified transgene integration site. J
Comp Neurol, 526, 373-396, 2018.
Hirano K, Kaneko R (co-first author), Izawa
T, Kawaguchi M, Kitsukawa T, Yagi T:
Single-neuron diversity generated byProtocadherin-β cluster in mouse central
and peripheral nervous systems. Front Mol
Neurosci. 5, 90, 2012.

18

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

雄マウス超音波求愛発声の個体差と対応する神経-生殖内分泌学的特徴「個性」は、個体ごとに異なった神経回路を作る分

カニズム解析、c)Pcdh発現変動と個性変化との因性淘汰によって進化の過程で形成されたと考えら

化上、性的ディスプレイの個体差を雌が選り好みする子(群)が創発すると考えられます。私たちは、そのよ

果関係解析。課題aにおいては、b3x12Tマウスと２れる、動物の多様で個性的な特徴、例えば、美しいことを考えると、これら個体差は適応度に寄与するな

うな分子群として多様化膜分子群クラスター型プロ

光 子 顕 微 鏡を用いて、生きた大 脳 皮 質における色、大きな羽や角、歌やダンスなどは、性的ディスプ

んらかの機能の目印になったと考えられ、求愛発声のトカドヘリン(Pcdh。シナプス形成に関わる約50種

Pcdh発現を数週間にわたって観察します。予備的レイと呼ばれています。性的ディスプレイは、実験動

個体差と生殖生理・内分泌機能との関連も検証しまの細胞接着分子群。音楽的才能・タバコ嗜好性・自検討において、１週間に約10％の細胞がPcdh発現物であるマウスにおいても、雄の求愛である超音波発す。さらに、これら研究と並行して、USVsの自動解析

閉症・統合失調症へ関与)に着目しています。高度なを変化させることを見いだしました。今後は他の声(ultrasonic vocalizations, USVs)として観察でシステムの開発を進めることで、個性研究の効率化も学習能（そして「個性」も？）を有する動物（脊椎動Pcdhについても同様に解析します。課題bでは、きます。このUSVsは、遺伝的にその特徴が決まると目指します。

物やタコ）にはPcdhが存在します。一方、昆虫類にPcdh発現を変動させる分子メカニズムを解析しま

されてきましたが、私どもは、遺伝的に均一な近交系

ところで、個性というものを研究するためには、統おいても多様化膜分子群Dscamが存在し、Pcdhにす。特に、エピゲノム修飾に着目します。課題cでは、のマウスでも、発声回数と使用される声のパターンに計というものをもっとよく理解しないといけないなぁ

相当すると考えられています。したがって、本研究は、課題bでの成果などを元にPcdh発現の人為的操作

大きな個体差があること、同一個体内でもその時々と、最近よく思います。さまざまな統計手法では「分多様化膜分子群を介した、動物普遍的な「個性」創法を開発し、マウスの脳活動や行動様式に与える影

で発声の内容が変化することを見出してきました。こ散をどれくらい説明できるか？」という指標が頻繁に発原理にアプローチできる可能性があります。

響を調べます。

のような変化・多様性には、性的動機づけの情動表用いられていますし、この10年でさまざまな潮流がPcdhは個々のニューロンごとに異なるランダムな以上により、Pcdh発現の変動の(ア)「個性」創発出としての性質があることも分かっています。本プロ

生まれていると思います。一般化線形モデルとか、マ組み合わせで発現します。私たちは最近、この発現における意義、(イ)「個性」変化における役割、(ウ)ジェクトでは、2つの個体差(Individual difference)

ルチレベルモデルとか（使いこなせてませんが…）。

様式を調べるための強力なツール（b3x12Tマウス。

脳機能との関わり、に迫ります。近年、脳機能が平均である個体間の差(Inter-individual)と個体内変動

幸い、現在私は心理学の教育部門におり、まわり

蛍光タンパク質によってPcdh発現細胞を可視化で値とは異なる場合のいくつか（例：知的障害、ダウン(Intra-individual)の両者を考えることが、個性を考に個人と集団レベルの解析を行うための統計に詳しきるノックインマウス）の開発に成功しました。本マ症、胎児性アルコール症候群など）におけるPcdhのえる上では重要であるという観点の下に、これら2つ

い同僚に恵まれていますので、そのような統計の勉強

ウスを用いて、Pcdh発現は[1]個体ごとに異なり、発現様式やエピゲノム修飾の異常の報告が相次いで個体差の神経基盤の解明を目指しています。また進も、学生と一緒にしていきたいと思っている日々です。

[2]経時的に変動することが見えてきました。

います。本研究により、これら脳機能異常とPcdh発本研究では仮説「Pcdh発現の変動が個性を変える」を検証します。そのため、以下3課題を実施しま研究代表者

菅野 康太 准教授

鹿児島大学 法文学部人文学科
心理学コース 神経科学研究室
主要論文
Tachibana RO, Kanno K, Okabe S,
Kobayasi KI, Okanoya K: USVSEG: A
robust segmentation of rodents’ ultrasonicvocalization. bioRxiv , 11 Mar, 2019.
doi:10.1101/572743. PPR:PPR72732.
Kanno K, Kikusui T: Effect of Sociosexual
Experience and Aging on Number of
Courtship Ultrasonic Vocalizations in MaleMice. Zoolog Sci. 35(3), 208-214, 2018.
doi:10.2108/zs170175.
菅野康太「マウス音声コミュニケーションと社会性はどのように評価されるべきか？」
ベビーサイエンス Vol. 15, 2-11, 2015.

現・エピゲノム修飾異常との関係性が明らかになることが期待されます。

す。a)Pcdh発現変動の測定、b)Pcdh発現の変動メ

19

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

マウスにおける社会識別制御機構の解明と社会行動からの個性創発の理解

研究代表者

喜田 聡 教授

東京大学大学院
農学生命科学研究科

主要論文
Kida S: Reconsolidation/Destabilization,
Extinction and Forgetting of Fear Memory
as Therapeutic Targets for PTSD.
Psychopharmacology, 236, 49-57, 2019.
DOI: 10.1007/s00213-018-5086-2
Tanimizu T, Kenney JW, Okano E, Kadoma
K, Frankland P.W, Kida, S: Functional
connectivity of multiple brain regions
required for the consolidation of social
recognition memory. J. Neurosci., 37,
4103-4116, 2017
Ishikawa R, Fukushima H, Frankland PW,
Kida, S: Hippocampal neurogenesis
enhancers promote forgetting of remote fear
memory after hippocampal reactivation by
retrieval eLife, 5, e17464, 2016. doi:
10.7554/eLife.17464.

20

ヒトの社交性は千差万別であり、社交性の多様性

体のリン酸化(GluA1の845番目のセリン)が必要で

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

精子幹細胞に由来する子孫が行動様式に及ぼす影響
現在、個体レベルの遺伝子改変法は卵子や初期胚

2015; Nat Neurosci 19: 1124, 2016)。ま た ヒト

そのものが多様な個性を産み出す原因となっていまあることも明らかにしました。さらに最近、c-fos遺の操作によるものが主流を占めている。しかしながら、不妊治療においても、各国で「精巣バンク」が出来上す。一方、自閉症を含む発達障害では、社交性の障伝子発現を指標にして社会行動と社会記憶制御を司

こうした手法はほぼマウスに限られており、非げっ歯

がりつつあり、特に米国ではヒトを含めた非げっ歯類のGS細胞の樹立を目指すグラントも設立された。

害が精神病態の一端です。このような社交性を決定る脳領野群として海馬、扁桃体、前頭前野、帯状皮類では非常に効率が悪い、もしくは不可能なことが問する重要な素因が社会識別、すなわち、対面した他質を同定しました。c-fos発現細胞のin silico（数理

題となっている。この問題を解決するために、私たち

一方、GS細胞の培養から生まれてきた子孫が正常者が既知か未知かを記憶を照合して識別することで学的）解析による領野間の機能的結合を評価し、社のグループは2003年にマウスの精子幹細胞の長期交配により生まれてきたマウスとどの程度異なるかにす。従って、社会識別機構を明らかにすることは、生会行動並びに社会記憶形成を制御する神経ネット

培養系を確立した（Kanatsu-Shinohara et al. Biol

ついては調べられていない。従来は親個体のエピジェ

物学から精神病態学に至る重要な課題であり、さらワークを算出し、脳領域群の役割の差異や階層性もReprod 69: 612, 2003）。この 培 養 系（Germline

ネティックな異常は子孫に伝達されないと考えられてに、社会識別の多様性に基づく個性創発の原理を探明らかにしつつあります。
「個性創発脳」の前回の公

Stem:GS細 胞 培 養 系）で はFibroblast growth

いたが、近年の研究により生殖細胞を経て次世代にることに繋がると考えられます。しかし、社会識別機

募研究の成果として、このin silico解析による神経回

factor 2 と Glial cell line-derived neurotrophic

エピジェネティックな異常が伝達されることが報告さ構に着目した研究は進展しておらず、どのような神経路の評価系を確立し、この評価系を利用して「infactorの存在下、２年間で1085 倍に幹細胞が増殖れている。特に生殖細胞を直接操作した場合には、培回路が機能して社会識別するかの機構は未だ不明で

silico神経回路個性検出系」を提案しております。

あるのが現状です。
一方、私のグループでは、社会記憶固定化（形成）し、精細管内移植によって精子を産生し子孫も作成す

養環境・操作が細胞のエピゲノムに影響を与え、子孫

以上の背景から、本研究では、社会識別制御機構

ることができる。私たちは試験管内でGS細胞に遺伝の遺伝子発現異常を引き起こす可能性が高い。実際

を分子・細胞・回路レベルで解明し、社会識別の観子導入し、相同組換えによるノックアウトマウスの作に初期胚を培養した場合にはインプリンティング遺伝
子の発現異常が認められることなどが知られている。

の分子機構の解明に従事してきました。その過程で、点から個性の多様性を理解することを目的としまし成 にも成 功した(Kanatsu-Shinohara et el. Proc

マウス遺伝学的手法を用いて、社会記憶固定化にはた。具体的には、社会記憶に基づいて社会識別を制Natl Acad Sci USA 103: 8018, 2006)。試験管内

したがって、その可能性を評価することはGS細胞

転写調節因子CREBとその上流キナーゼであるカル

御する脳領野群を同定し、これら領野にまたがる神でほぼ無限大に増殖できる精子幹細胞をターゲットとを用いた技術の応用において、これまで無視されていシウムカルモジュリン依存性キナーゼIV、さらに、レ経回路の機能的役割を解析することで、社会識別制する生殖細胞の操作技術は、ES細胞の技術的が適用たが極めて重要な課題である。そこで本領域の研究でチノイン酸受容体が必要であることを示しておりま

御機構を解明したいと考えております。さらに、社会できない動物種の個体レベルの遺伝子改変において

私は精子幹細胞の操作により生まれた個体を用いてす。また、最近、社会記憶の想起（思い出し）には行動異常を示すモデルマウスの社会識別の特性を解

新たな可能性をもたらすものとして注目されている行動解析を行い、GS細胞の培養が次世代に及ぼす

ドーパミン受容体D1/D5を起点としてcAMP-Aキ

析し、社会識別の観点から個性が創発される原理を(Nat Med 19: 958, 2013; Neuron 86: 617,

影響を解析する。

ナーゼ情報伝達を介したAMPA型グルタミン酸受容理解することを試みます。

研究代表者

篠原 隆司 教授

京都大学大学院医学研究科

主要論文
Kanatsu-Shinohara M, Ogonuki N, Inoue K,
Miki H, Ogura A, Toyokuni S, Shinohara T:
Long-term proliferation and germline
transmission of mouse male germline stem
cells. Biol Reprod, 69, 612-616, 2003.
Kanatsu-Shinohara M, Shinohara T:
Spermatogonial stem cell self-renewal anddevelopment. Annu Rev Cell Dev Biol, 29,
163-187, 2013
Kanatsu-Shinohara M, Naoki H, Shinohara
T: Nonrandom germline transmission ofmouse spermatogonial stem cells. Dev
Cell, 38, 248-261, 2016.

21

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

新規神経ペプチド受容体NPBWR1の機能が情動表出の個体差に与える影響

研究代表者

征矢 晋吾 助教

筑波大学
国際統合睡眠医科学研究機構

主要論文
Soya S, and Sakurai T: Orexin as amodulator of fear-related behavior;
Hypothalamic control of noradrenaline circuit.
Brain Research Review, S0006-8993(18)30598-5, 2018
Shingo Soya, Tohru T Takahashi, Thomas
Mchugh, Takashi Maejima, Abe manabu,
Shinji Sakimura, Takeshi Sakurai: Orexin
modulates behavioral fear expression
through locus coeruleus. Nature
Communications, 8, 1-14, 2017 doi:
10.1038/s41467-017-01782-z.
Soya S, Shoji H, Hasegawa E, Hondo M,
Miyakawa T, Yanagisawa M, Mieda M, andSakurai T: Orexin Receptor-1 in the Locus
Coeruleus Plays an Important Role in
Cue-Dependent Fear Memory
Consolidation. The Journal of
Neuroscience, 33 (36): 14549-14557・14549, September4, 2013

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A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

高精度行動解析と可逆的神経活動操作による「社会的個性」創発過程の解明

社会性をもつ動物において、見知らぬ同種他者とやそれに伴う心拍数の制御に異常をきたし、同時にヒトをはじめとする多くの動物は集団で生活し、社の社会的接触における行動選択はその後の協調的

パーソナルスペースが変容することを見出してきた。

会集団を形成します。社会集団とは、二個体間の関を網羅的に記録し、社会的順位の変動と相関するよな関係を構築する上で重要であるが、こうした社会

NPBWR1はヒトにおいて機能低下を伴うSNP(1係にとどまらず、複数の個体が多様な関係性を構築

うな行動指標や個体差の大きい行動指標などを抽出します。それらの行動指標のプロファイルを「社会的装置を使って、各々の個体間で起こる社会的やり取り

接触は心拍数の増加や正負の情動を伴うストレスで塩基多型)が確認されており、NPBWR1にSNPをし、一定の範囲内で共存するものをいいます。各々のもある。他者との物理的距離を縮めることが得意な持つ被験者は表情認知課題において情動的評価に

個体は、社会集団の中で他個体とのやり取りを通し個性」と考え、「社会的個性」の経時的変化などにつ人もいればそうでない人がいるように、他者との距大きな違いが見られる(Watanabe et al, 2012)。

て、複雑な関係性を獲得し、その個体に特有の社会

いて、定量的に解析します。

離を形作る行動選択に表現される個性の理解は親さらに、我々はこの課題時における扁桃体の応答

行動特性が形作られます。このような社会行動特性

さらに、高精度行動解析を可逆的神経活動操作技

和的な社会関係を構築する上で不可欠であり、また性がNPBWR1欠損マウスやNPBWR1にSNPをもの例として、社会的順位や社会的役割が挙げられま術と組み合わせることで、「社会的個性」の創発に関

近年問題になっているひきこもりや、対人恐怖症のつヒトにおいて野生型と顕著に異なることを見出しつす。本研究では、個体に特有な社会行動特性を「社わる神経メカニズムの解明を目指します。具体的に病態理解にも必要である。しかし、複雑な社会行動つある。先行研究において両側扁桃体の機能低下は会的個性」と定義し、社会的相互作用の履歴によっは、社会行動を制御していると考えられているオキシの背景にある多様な個性を理解するためには、まずヒトにおいて社会的接触時の個体間距離を減少させて「社会的個性」が生まれるという作業仮説のもと、トシン神経に注目し、オキシトシン神経を光・化学遺その基盤となる情動応答の個体差を表現する遺伝的ることが報告されている(Kennedy, 2009)。これら

マウスをモデル動物とした実証研究を行います。

伝学を用いて可逆的に操作することによる「社会的特質を理解する必要がある。我々はニューロペプチの知見から、見知らぬ他者との物理的距離が制御さ「社会的個性」と社会的相互作用の関係を実証す

個性」の変化を追跡します。神経回路操作を施した

ドB/Wの受容体であるNPBWR1が社会行動の制れる背景には、扁桃体機能が関与しており、そこにるためには、各々の個体間で起こる社会的やり取りを個体の「社会的個性」の変化だけでなく、その個体と御において果たす機能に注目している。これまでに

NPBWR1発現ニューロンが関与している可能性が

詳細に記録する必要があります。従来の社会行動研

共に集団生活している他の個体の「社会的個性」が

NPBWR1が恐怖応答の制御に重要な役割を果たす

示 唆される。本 研 究では、動 物 モデルを用いて究の主な手法である手動による行動ラベル付けは正どのように変化するかも解析することによって、社会

扁桃体の中心核(CeA)のGABA作動性ニューロン

NPBWR1の生理機能に焦点を当てることで、情動確ではあるものの時間と労力がかかることや判定基

集団の構造の経時的変化を調べます。

に強く発現することや、NPBWR1欠損マウスにおい

表出の多様性におけるNPBWR1の生理的役割を明準が解析者間で違ってくる可能性があることなどの問本研究では、動物個体の経験によって形作られるて恐怖応答や自律神経応答、社会行動に異常が見ららかにし、その神経基盤を探索することにより社会的題がありました。また、自動個体識別や自動行動ラベ

行動特性の個体差として「個性」を捉え、経験と「個れることを報告している(Ruby Nagata-Kuroiwa,

接触時の個体間距離が制御されるメカニズムの解明

ル付けに関しては未だ十分な性能を持ったものがな

性」の経時的解析を行うことで、「個性」の創発メカ2011)。特に新規の同種他個体に対して執拗な追尾に向けた基盤となる研究を推進する。

い状態でした。近年開発された深度センサー、RFID、ニズムの解明を目指します。ある時点における動物個機械学習を組み合わせるトラッキング装置を用いるこ

体の表現型のばらつきとして「個性」を捉え、その分とで、高精度の自動個体識別と35種類の自動行動ラ子・遺伝子・神経基盤を探る研究と相補的に研究をベル付けが可能になりました（de Chaumont et

進めることで、「個性」の創発メカニズムの統合的理

al., Nature Biomedical Engineering, 2019）。こ の解に貢献したいと考えています。

行動を示すことから、NPBWR1を欠損が恐怖情動研究代表者

野元 謙作 特任助教
麻布大学獣医学部

主要論文
Nomoto K, Ikumi M, Otsuka M, Asaba A,
Kato M, Koshida N, Mogi K, Kikusui T:
Female mice exhibit both sexual and social
partner preferences for vocalizing males.
Integrative zoology, 13, 735-744, 2018.
Nomoto K, Lima SQ: Enhanced
male-evoked responses in the ventromedial
hypothalamus of sexually receptive female
mice. Current Biology, 25, 589-594, 2015.
Nomoto K, Schultz W, Watanabe T,
Sakagami M: Temporally extended
dopamine responses to perceptually
demanding reward-predictive stimuli.
Journal of Neuroscience, 30,
10692-10702, 2010.

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公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

霊長類における他者の報酬に対する感受性の個体差を生み出す神経回路網の理解研究代表者

則武 厚 助教

生理学研究所システム脳科学研究領域
認知行動発達機構研究部門
磯田研究室

主要論文

脳が進化により獲得した遺伝子による多様な個性形成メカニズムの解明「隣の芝生は青く見える」と例えられるように、自分

流れの多寡が、自己および他者が得る報酬の感受性

個性は様々な生物種で確認されているが、進化に現しているlncRNAが多い。lncRNAと思われていたが得る報酬（お金・食べ物・社会的地位など）の価（＝個性）に影響するかを検討します。特に、社会性よる複雑かつ多様な個性の獲得には、脳の進化が重RNAから翻訳されるポリペプチドも同様に、脳特異値は他人が得る報酬によっても左右されます。しかや他者との関わりに問題があるとされる自閉スペクト要である。すなわち、脳の進化に関与する遺伝子の同的に発現し、進化と共にその数が増加していく。これらのことより、ポリペプチドは脳の高次機能の発達、し、その影響の受け方、感受性は個体によって異なラム症様行動を示す個体（Yoshida et al., 2016)と定は、多様な個性形成メカニズムの解明へと繋がるとり、個性として行動や意思決定の基準となると考えら同じ遺伝子変異を持つ個体においては、mPFC→

考 え ら れ る。Long non-coding RNA（lncRNA）

さらに個性の多様性獲得に重要な役割を担っているれます。本研究では、このような個体間における自己DAという神経情報の流れが少ないため他者の報酬

は、進化により爆発的にその種類が増加しており、さと予想される。

および他者の報酬に対する感受性の差＝個性を生み情報に対する感受性が低い、という可能性が考えら

らに脳特異的に発現しているものが非常に多いことか

そこで本領域研究では、これら新規ポリペプチドが出す神経メカニズムの解明・理解を目指します。

れます。このようなサル個体において、自己および他ら、進化による個性の多様性獲得に重要な役割を

個性の多様性を形成している可能性について検証し我々はこれまでの研究において、高度な社会性を者が得る報酬に対する感受性やmPFC→DAの神経担っている可能性が高い。

ていく。これらポリペプチドはこれまで全く解析されて

九州大学
生体防御医学研究所
分子医科学分野

持つサルを2頭同時に用いる「社会的条件づけ」と呼情報の流れがどのようになっているかを健常個体と比ばれる新しい実験系を構築し、他者の報酬情報が自較検討します。

主要論文

lncRNAの定義は「タンパク質をコードしない200

おらず、その解析は容易ではないため、まず遺伝子改塩基以上のRNA」とされているが、実は100アミノ

変マウスを用いて基本的な機能を明らかにする必要

Noritake A. & Nakamura K. Encoding
prediction signals during appetitive andaversive Pavlovian conditioning in the
primate lateral hypothalamus. J
Neurophysiol, 121, 396–417, 2019.

己の報酬価値に与える影響についての脳内神経機構

本領域の目的であるヒトを対象とした行動・脳イ酸残基以下の小さなOpen Reading Frame（ORF）があると考えている。そこで、マウスを含む哺乳類以について調べてきました (Noritake et al., 2018)。

メージングレベルの研究から主に齧歯類を対象としを持つと予測されるものも多い。これら小さなORFが降に保存されているポリペプチドを対象にして研究をNoritake A, Ninomiya T, Isoda M., Social
reward monitoring and valuation in themacaque brain. Nat Neurosci. 21(10):1452-1462, 2018

自己の報酬情報処理を行うと考えられてきたドパミ

たゲノムレベルの研究に共通し、かつ連続した個性の本当に翻訳されていないのかどうかは、計算式からだ

行っていく。

ン (dopamine, DA) 作動性中脳核と、社会性に関モデルを構築するには、ヒトの認知レベル研究と齧歯けでは判断が非常に難しい。われわれはこれまでに質

近年、PhyloCSFという新たなORF予測アルゴリ

する情報処理のノードと考えられている前頭前野内類のゲノムレベル研究の溝を埋める研究が必要であ

量分析計を用いて、lncRNAに存在する小さなORF

ズムが報告された。これまでのORF予測アルゴリズム

側部 (medial prefrontal cortex, mPFC) からなるると考えられます。本研究は、ヒトに近縁のサルを用が翻訳されている事例を発見し、それら新規ポリペプは偽陽性が多く信用性に乏しいものが多かったが、わHiguchi T, Ishizaki Y, Noritake A,
Yanagimoto Y, Kobayashi H, Nakamura K,
Kaneko K. Spatiotemporal characteristics ofgaze of children with autism spectrum
disorders while looking at classroom
scenes. PLoS One, 12(5):e0175912, 2017

神経回路網に着目し、社会的条件づけ時におけるこいて自己および他者の報酬に対する感受性および関チドが 重 要 な 機 能 を 持 つことを 明 らか にした

れわれの検討の結果、PhyloCSFは偽陽性も少なく

れらの脳 部 位の神 経 活 動を解 析したところ、1)連する神経活動を調べることによって、個性を生み出[Matsumoto et al., Nature 541: 228-232

非常に有用なアルゴリズムであることが判明した。そmPFCでは自己と他者の報酬情報をそれぞれ異なる

す神経回路網モデルやフレーム構築に必要な基礎(2017)]。

こで本領域研究では、このアルゴリズムを利用して新細胞群が選択的に表現しており、2) その情報が中脳データを提供し、認知―ゲノム―モデル間の連携を目

lncRNAはその数が進化と共に飛躍的に増加する

たなポリペプチドの同定を行い、その詳細な解析を進

DA神経細胞に送られ、3) DA神経細胞において自指します。そして、社会環境における意思決定や行動ことが知られている。さらに、lncRNAは組織特異的めることにより、進化による個性の多様性獲得メカニ己だけではなく他者の報酬情報をも計算にいれた主の個体差（＝個性）を生み出す神経基盤の理解に迫に発現しているものが多く、特に脳や精巣特異的に発ズムの解明へと繋げる。

観的報酬情報が生成される、ことを示唆する結果をりたいと考えています。

研究代表者

松本 有樹修 准教授

Matsumoto A, Nakayama KI: Hidden
Peptides Encoded by Putative Noncoding
RNAs. Cell Struct. Funct., 18; 43(1):75-83, 2018
Matsumoto A, Pasut A, Matsumoto M,
Yamashita R, Fung J, Monteleone E,
Saghatelian A, Nakayama KI, Clohessy JG,
Pandolfi PP: mTORC1 and muscle
regeneration are regulated by the
LINC00961 encoded SPAR polypeptide.
Nature, 12; 541(7636) :228-232, 2017

得ました (Noritake et al., 2018)。
そこで本研究ではmPFC→DAという神経情報の

24

25

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

経験を個性にかえる神経機構

研究代表者

山元 大輔 上席研究員

情報通信研究機構 未来ICT研究所

主要論文
Sato K, Ito H, Yokoyama A, Toba G,
Yamamoto D: Partial proteasomal
degradation of Lola triggers themale-to-female switch of a dimorphic
courtship circuit. Nat. Commun. 10, 166,2019. doi.org/10.1038/s41467-018-08146-1
Hamada-Kawaguchi N, Nore B F, Kuwada
Y, Smith C I, Yamamoto, D: Btk29A
promotes Wnt4 signaling in the niche toterminate germ cell proliferation in
Drosophila. Science 343, 294-297. 2014.
Yamamoto D, Koganezawa M: Genes andcircuits of courtship behavior in Drosophilamales. Nat. Rev. Neurosci. 14, 681-692.
2013.

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

新規クローズドコロニー系統を用いた不安様行動における個性の分子神経基盤解析
これら新規クローズドコロニー系統を用いることで、同じ遺伝子型の個体であっても、一つの刺激に対と呼ばれる片半 球あたり20個の雄 特 異 的 介 在して反応の仕方は大なり小なり異なっているものでニューロンによって担われているので、この細胞群に寄与が大きいとされていますが、その分子メカニズ

大胆さの個性を制御する遺伝子を新しく発見するこある。それらの個体の遺伝的背景が同一であるなら照準を合わせて社会経験のneural substrateを探ムの多くはいまだに明らかになっていません。例えとができるのではないかと考えています。

個性創発は環境要因とともに、遺伝的要因によるば、観察される個体ごとの反応の違い、つまり個性し出すというのが、本研究の基本戦略である。実際

ば、オープンフィールドテストは新奇環境における個

マウスで問題となっているエピスタシスの影響につは、それぞれの個体が経験した境遇の差に根差して

我々は、社会生活をおくった経験のあるsatori突然体の運動性を検定するテストで、魚類からマウスまで

いては、メダカはマウスやヒトの1/4ほどの小さなゲいるだろう。例えば、過去に経験したことの違いであ変異体雄のP1ニューロンが、本来求愛の対象とは様々な動物種で、臆病、大胆、という個性を測るテスノムを持つことから、哺乳類と比較してその影響が少る。現実には、異なる２個体が全く同一の経験をすならない視覚刺激に過剰反応してCa2+の上昇を示トとして用いられています。特にマウスにおいて、当ない可能性があります。さらに、比較的遺伝的背景

ることは不可能であり、個性の獲得は必然であるとすことを見いたし、野生型の雄や社会経験剥奪後の該テストにおける個性を制御する責任遺伝子を同定が近い同一の地域集団に由来するクローズドコロも言える。つまり、経験を個性にかえる仕組みが脳のsatori変異体の雄のP1ニューロンは同じ刺激に対しする 試 み が 報 告 されてい ます(Delprato et al.,ニー 2系統を比較することで、個性創発の原因遺伝

中で絶えず働いているわけである。本研究は、この仕て無応答であることを掌握している。しかも、このP1

2017)が、意外なことに遺伝子同定に成功した例は子を容易に特定することが可能であると考えられま組みの解明を目指している。

ニューロンに見られる応答性の違いは、不適切な視

私たちの知る限り存在しません。これには責任遺伝す。具 体 的 な 実 験としては ゲノムシ ー ケンスや覚刺激に対して求愛するかしないかという個体の行子の候補領域が複数検出されたり、統計的に有意なRNA-seqといった、次世代シーケンサー解析によっ動の違いに符合していた。

領域が検出されなかったり、といったエピスタシスのて 原 因 遺 伝 子 の 特 定 を 目 指 し ま す。ま た、影響があると考えられています(Gale et al., 2009)。

CRISPR/Cas9法を用いてゲノムの一部を系統間で入れ替えた個体を作出し、解析を行う予定です。

研究の標的はキイロショウジョウバエの求愛行動に見られる個性である。とくに、雄同士が求愛して雌には求愛せず不妊となる突然変異体、satoriに焦点

そこで本研究では、P1ニューロンの経験依存的なを合わせる。その理由は、satoriの雄を羽化後すぐに興奮性変化を作り出す分子・細胞レベルのメカニズ

一方私達は、西瀬戸内地方における野生メダカを隔離して育てた場合、それらを一つの容器に集めたムを解明する。すでにin vivo patch-clamp法をP1由来とした新規クローズドコロニー系統(ペアー交配

CRISPR/Cas9法を含めたゲノム編集技術はメダとしても同性間の求愛がほとんど起こらない、というニューロンに適用して、特定のKチャンネル電流に経ではないが、20世代以上兄妹交配を繰り返し、ほぼ

カにおいても確立されており、ノックアウトやノックイ

発見がなされ、雄間求愛という個性が社会経験に依験依存的な著明な変化を検出するに至っており、そ同一の遺伝的背景を持つ)の行動を、オープンフィー

ンを比較的容易に実施できます。

存して形成されることが分かったからである。キイロ

れが関与するチャンネル遺伝子の転写的変化に起因

ルドテストを用いて比較しました。その結果、新奇環

ショウジョウバエの求愛行動を生み出す神経回路にするのか否か、そうであるならばその機構はどのよう境において「臆病」な振る舞いと「大胆」な振る舞い

経ネットワークが魚類から哺乳類まで比較的保存性

ついては、その核心部を形成するニューロンがすでなものなのかを今後解明してゆくつもりである。

という、対照的な行動様式を示す2種類の系統を発が高いことが明らかになっていることから、本研究に見しました。また、一般的な実験に用いられる他系より、大胆さの個性を創発する分子神経メカニズム

統のメダカは中間的な行動形質を示したことから、の進化的起源が明らかになることが期待されます。

に同定されている。雄に求愛を開始させる中枢はP1

近年の研究では、社会性行動を制御する分子神研究代表者

横井 佐織 助教

北海道大学大学院薬学研究院

主要論文
Okuyama T, *Yokoi S, Takeuchi H:
Molecular basis of social competence in
medaka fish. Development, growth &differentiation, 59(4), 211-218, 2017.
Yokoi S, Ansai S, Kinoshita M, Naruse K,
Kamei Y, Young LJ, Okuyama T, Takeuchi
H: Mate-guarding behavior enhances male
reproductive success via familiarization withmating partners in medaka fish, Frontiersin Zoology, 13, 21, 2016.
Yokoi S, Okuyama T, Kamei Y, Naruse K,
Taniguchi Y, Ansai S, Kinoshita M, Young
LJ, Takemori N, Kubo T, Takeuchi H: An
Essential Role of the Arginine Vasotocin
System in Mate-Guarding Behaviors in
Triadic Relationships of Medaka Fish
(Oryzias latipes). PLoS genetics, 11,e1005009, 2015.

satoriのオス同士での求愛行動

26

27

公募研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

A02: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

発声学習バイアスの個体差形成に関わる
脳内遺伝子発現メカニズムの解明の相互関係が存在するのか?」等、
「父」
・
「母」由来

個性は、遺伝と環境の相互作用によって形成され、程の学習によって顕在化し、固定化される。しかし、のゲノム情報を考慮にいれた学習行動発達の神経ゲ

知的自覚によって変容でき、行動様式を規定する十2018)。その結果、ヒトの精神的個性形成に重要で多くの動物は生後の学習を全くの白板（ブランク・ス

ノム研究は国内外共にほとんどなされていない。

人十色の「アイデンティティー」である。エピジェネ

ある活動依存的な神経発達・シナプス機能に関わる
多くの遺伝子転写産物がm6A修飾塩基をもつことが個体間における行動の個体差・多様性は発達過研究代表者

和多 和宏 准教授

北海道大学 大学院理学研究院
生物科学部門

主要論文
Mori C, Wada K: Audition-independent
vocal crystallization associated with intrinsic
developmental gene expression dynamics.
Journal of Neuroscience, 35, 878-89,
2015
Hayase S, Wada K: Singing activity-driven
Arc expression associated with vocal
acoustic plasticity in juvenile songbird.
European Journal of Neuroscience 48(2):1728-1742. 2018
Hayase S, Wang H, Ohgushi E, Kobayashi
M, Mori C, Horita H, Mineta K, Liu WC,
Wada K: Vocal practice regulates singing
activity-dependent genes underlying
age-independent vocal learning insongbirds. PLoS Biology 16(9): e2006537.
2018に 先 駆 け て 網 羅 的 に 解 析 し た(Nat Neurosci,

レート）状態からスタートするのではなく、またどの本研究では、生育環境を統制しても表出してくる

ティクス研究分野は過去30年間において、個性形成

ような内容でも学習可能ではない。動物個体ごとに『学習行動の個体差』が、脳部位特異的にいかに表に重要である習得的要素（経験）と遺伝要因との相明らかになった。同時期に、大うつ病性障害患者に生得的に、学びやすい（逆に学びにくい）内容、学習

象されているのか、単一細胞レベルの遺伝子発現を互作用が起きる分子基盤を示し、発達、行動、認知、おいてストレスホルモンに対するm6A応答の欠如が方法・学習戦略が異なる。これは、発達心理学・教

父・母由来別のゲノム情報を用い、その父母アレルか老化の神経科学研究に大きなインパクトを与えた。

報告された（Neuron, 2018）。これは、多様性と柔育学分野では、『生得的学習バイアス(学習拘束性

らの読み出しが子の発声行動表現型の個体差形成

しかし、個性形成のメカニズムには未だ不明な点

軟性に富んだエピトランスクリプトームが、遺伝と環

learning bias)』として観察される現象である。自然にいかに関わってくるのかを検証実験により明らかにが多い。近年、既存分野では説明できない遺伝子発境が働き合う分子基盤として、高い時空間分解能を界では、ヒトを含めた多くの動物種が個体発達過程する。このために、種特異的な歌パターンを学習に現様式と脳の高次機能の関連性が次々と報告され、もち、環境適応の過程から生まれる個性創発に適すで行動パターンや認知能力の多くを獲得するが、そよって獲得する鳴禽類ソングバードの異種間ハイブ

RNA転写後制御による遺伝子発現プログラムの重ることを示している。本研究はこの可能性を検証の際父と母から受け継ぐ「遺伝要因」と生育する「環リッド個体を用い、音声発声学習過程における発声要性が示唆されている。中でも、171種類のRNA化

す る た め に、2種 類 の マ ウ ス 系 統（BALB/cと境要因」の両方の影響を受容し、個体差を形成して行動表現型(音声発達変化・学習戦略・固定化した

学修飾塩基を取り扱う「エピトランスクリプトミクス」

C57BL/6）の環境変化に対する適応能力の差に注いる。しかし、「遺伝要因」に関しては近年、父・母

発声パターン)に着目する。これと同時に発声学習・分野が急速に発展し、RNA化学修飾が、様々な生

目して、それぞれのマウスの環境変化に対するm6A由来の両方のアレルから常に1:1比の読み出しを生成のために特化した脳内ソングシステムに発現し命現象へ関与することが明らかになった(Gilbert,

応答性を測定する。さらに、m6A制御経路を撹乱し行っているのではなく、脳部位特異的に、また発達ている遺伝子群を親種間で異なる種特異的一塩基2016)。我々は、哺乳類脳においてメッセンジャー

たC57BL/6マウスを用い、「環境変化適応性」と時期特異的に、多くの遺伝子で父母アレル間の読み

多型 (SNP)を利用し、父母アレルのどちらに由来す

RNA(mRNA)上の化学修飾のうちもっとも存在量「活動依存的シナプス多様性」を測定し、動的な出しの比率が異なることが明らかになってきた。

るかゲノムワイドに測定する。これにより、
「父」
・
「母」

が豊富、かつダイナミックに修飾状態が制御されるメ

RNA修飾を介した「遺伝­環境」相互作用の新規分

Allelic imbalance (対立遺伝子不均衡)と呼ばれ由来の遺伝要因の読み出しの『質』(父母アレルからチル化アデノシン塩基(m6A) に着目し、シナプスに子脳科学的基盤を明らかにする。

る現象である。しかし、「Allelic imbalanceによる遺の発現比)と『量』(アレル発現総量)が脳部位特異的あるm A修飾をもつmRNAおよびlncRNAを世界

伝子発現制御によって学習行動の拘束性と可塑性がにいかに制御され、その神経機能の個性形成に影響

いかに制御されているのか?」、また、「脳内のAllelicを与えるのか明らかにする。

imbalanceと学習バイアスの個体差出現になんらか28

環境適応能力とRNAメチル化修飾制御の個体差の関連性を検証する

6

研究代表者

王 丹 特定拠点准教授
京都大学
高等研究院物質細胞統合システム拠点
主要論文
Merkurjev D, Hong WT, Iida K, Goldie BJ,
Yamaguti H, Oomoto I, Ohara T, Kawaguchi
S, Hirano T, Martin KC, Pellegrini M, Wang
DO. Synaptic N6 methyladenosine (m6A)
reveals functional partitioning of localized
transcripts. Nature Neuroscience, 21,1004–1014, 2018
Oomoto I, Hirano-Suzuki A, Umeshima H,
Han YW, Yanagisawa H, Carlton P, Harada
Y, Kengaku M, Okamoto A, Shimogori T,
and Wang DO. ECHO-liveFISH: in vivo
RNA Labeling Reveals Dynamic Regulationof Nuclear RNA Foci in Living Tissues.
Nucl Acids. Res doi:10.1093/narlgkv614.
2015
Wang DO, Kim SM, Zhao Y, Hwang HG,
Miura SK, Sossin WS, and Martin KC.
Synapse- and stimulus-specific local
translation during long-term neuronalplasticity. Science. 324(5934): 1536-40.
2009

29

公募研究

A03:「個性」創発研究のための計測技術と数理モデル

個性を創り出す脳内転写因子活性の定量評価

A03:「個性」創発研究のための計測技術と数理モデル

ヒト化マウス作製技術により明らかにする
脳神経系発生発達多様性の分子的基盤
脳神経系発生発達の多様性は、ゲノムの個体差

塩基多型が、社会性行動の多様性と関連すること

動物の個性の獲得過程において先天的要因であ立し、この技術により、生体内細胞における多数のる「生まれ」と、後天的な要因である「育ち」は、両内在転写因子の活性を効率的に定量計測し、数値を基に、環境因子の影響が加わって生み出されるが盛んに報告されていますが、タンパク質をコード者とも複雑に影響し合う。先天的な要因であるゲノ

化することが可能になった。これら技術を使用すると考えられます。そのような「個性創発」メカニズ

しないイントロン配列の個人差がどのようにして行ム情報の違いは行動や反応などの動物の「個性」のことで、マウス成体脳内の内在転写因子活性を測

ムを客観的・科学的に理解することを目指す本領

動の多様性と結びつくのか、その神経科学的メカ違いに影響するが、均一なゲノム情報をもつ個体で定し、それを “脳内転写因子活性プロファイル” とし域において、ヒトでは計測できないゲノム改変によニズムは謎のままです。本課題では、マウス受精卵もその行動や反応に「個性」が存在することが示すて表し、それが感覚入力や育成環境、社会経験やる脳活動・行動様式の変化を検証可能なモデル動を用いたゲノム編集によりオキシトシン受容体遺伝

ように、生後の経験や生活習慣などの後天的な要病態によりどのように変化するのかを明らかにする物は重要な役割を担います。特に遺伝学の基盤が

子改変やヒト化を行い、イントロン配列の個体差と因も「個性」の形成に重要な役割を果たす。体を構ことができる。本研究では、マウス系統による個性

充実しているマウスに関しては、近年のゲノム編集

受容体発現様式・社会性行動との関わりを探りま成する個々の細胞の性質は発現する遺伝子の発現

的行動の背景にある脳内変化や、同一系統のマウ技術の進展により、短期間で遺伝子改変個体を作す。特にイントロン配列内に受容体発現を制御する

主要論文

パターンで決まるが、多数の遺伝子セットの発現をスにおいても育成環境に応じて生じる脳内の変化

製 可 能 に なりました。本 課 題 で は、最 先 端 のヒト固有のエンハンサー活性がある可能性に着目し

Abe K, Matsui S. and Watanabe D.
zTransgenic songbirds with suppressed orenhanced activity of CREB transcription
factor. Proc Natl Acad Sci U.S.A. 112(24):7599-604, 2015.

制御する「転写因子」は後天的な情報依存的に、を、上記転写因子活性プロファイリングと、マウス

CRISPR/Cas9システムを駆使して、以下の研究て解析を進めます。

先天的情報の発現である遺伝子発現を制御する因の行動解析とを組み合わせることにより明らかにと支援を進めます。

子であり、先天的情報と後天的な情報を結びつける

し、個性的な行動の獲得に関与する転写因子を同(1)オキシトシンは視床下部で合成されるペプチ法での遺伝子改変マウス作製は、従来のES細胞を

Abe K and Watanabe D. Songbirds
possess the spontaneous ability todiscriminate syntactic rules. Nature
Neuroscience, 14(8):1067-73, 2011.

「かなめ」となると考えられる。しかしながら、とり定する。また、そのような転写因子の活性化がおきドホルモンであり、脳内に広く分布するオキシトシ用いる方法と比べると格段に速く・低コストです。
前半の活動の中で、すでに５件以上の領域内研究

研究代表者

安部 健太郎 教授
東北大学生命科学研究科

Abe K and Takeichi M. NMDA receptor
activation induces calpain-mediatedβ-catenin cleavages for triggering gene
expression. Neuron, 53(3):387-97, 2007.

(2)受精卵へゲノム編集ツールを直接導入する方

わけ成体の脳内において、多数の転写因子のダイナる脳領域を脳切片観察により同定し、転写因子活ン受容体を介して神経細胞の機能を修飾し、家族

ミックな活性の変化を定量的および経時的に明ら性の実験的操作および当該領域の神経活動計測とや夫婦の絆・仲間同士の信頼など広く「社会性行課題に対して、マウスモデルを迅速に提供してきまかにする手法は現在存在せず、それらの開発が求めを組み合わせることにより、転写因子の活性化が脳動」と分類される行動を促進的に制御します。オキ

した。後半の活動においても支援を継続します。

られている。近年、我々は、生体組織内細胞の内在機能や個性的行動の獲得に及ぼす影響を明らかに

シトシン受容体遺伝子のイントロン配列内にある一転写因子活性を定量評価・経時評価することを可する。

能にする、自己補正機能付のレポーターウイルスの以上の解析により、脳内の転写因子が “後天的開発と、それを利用した転写因子活性プロファイリ

な情報” 依存的に “先天的な情報” の表出を引き起ング技術の確立に成功した(Abe, PNAS 2015)。

こし、動物における「個性」の形成に及ぼすメカニ

また、脳内の特定の細胞種に上記レポーターウイ

研究代表者

井上(上野) 由紀子 研究員
国立精神・神経医療研究センター
神経研究所 疾病研究第6部
主要論文

井上（上野）由紀子, 森本由起, 井上高良:
クローニングフリー CRISPR/Cas9法によるノックインマウス作製術. 生体の科学, 70(4), 350-356, 2019
Inoue YU, Morimoto Y, Hoshino M, Inoue T:
Generation of Pax6-IRES-EGFP knock-in
mouse via the cloning-free CRISPR/Cas9
system to reliably visualize
neurodevelopmental dynamics.
Neuroscience Research, 132, 1-7, 2018(chosen as the cover article)
Inoue YU, Inoue T: Brain enhancer activities
at the gene-poor 5p14.1 autism-associatedlocus. Scientific Reports, 6, 31227, 2016

ズムを明らかにする。

ルスを感染させる効率的な動物個体の作成法を確

30

31

公募研究

A03:「個性」創発研究のための計測技術と数理モデル

A03:「個性」創発研究のための計測技術と数理モデル

進化と行動の数理モデルに基づく「個性」の適応的機能の検討

研究代表者

片平 健太郎 准教授

名古屋大学大学院情報学研究科
心理・認知科学専攻

主要論文
Katahira K: The relation between
reinforcement learning parameters and theinfluence of reinforcement history on choice
behavior. Journal of Mathematical
Psychology, 66, 59–69. 2015.
Katahira K: How hierarchical models
improve point estimates of model
parameters at the individual level. Journalof Mathematical Psychology, 73, 37-58,
2016.
Katahira K: The statistical structures ofreinforcement learning with asymmetricvalue updates. Journal of Mathematical
Psychology, 87, 31-45, 2018.

われわれ人間のみならず、多くの動物種にも一貫

モデル、行動の背後にある計算過程を記述する計

近年の非侵襲脳イメージング技術の発展により、

一方、fMRI研究により、安静時の脳活動は単なした形質の個体差、つまり「個性」が存在すること

算論モデル、そしてそのような個体差がどのようなヒトの脳の「個性」と行動特性や心理的傾向とのるノイズではなく、さまざまな課題実施時と類似しが知られています。
「氏か育ちか」という言葉に表

条件のもと適応的になりえたかを理論的に検討す関係が明らかになりつつあります。しかしながら、た機能結合パターンが観測できることが知られてい現されるように、これまで「個性」を決める要因はるための進化モデルを組み合わせ、行動データの脳活動の間接的な計測データであるため、現時点ます。さらに、fMRI脳機能結合から、記憶力や注遺伝要因と環境要因に分けて検討されてきました。

解析や、計算機シミュレーションを行います。それでは、ヒトの「個性」の背後にある脳内基盤にアプ

意力などの個人特性や精神疾患の度合を推測でき

しかし近年になって、遺伝要因と環境要因がほらを通して、実際に存在する個性を明らかにし、そローチすることは容易ではありません。本課題でることが報告されており、神経科学の基礎研究からぼ均一に保たれていても、動物の行動には一貫しの機能を検討します。また、ヒトの行動データや質は、脳 波（EEG）と 機 能 的 核 磁 気 共 鳴 画 像

精神疾患診断・治療の応用研究まで幅広く活用さた個体差が生じることが報告されています。また、問紙による調査データから推定された個性がどの（fMRI）という2つの脳イメージングデータに対しれています。最近、様々な条件下のfMRIデータを

これまでの研究から、行動の「個性」を特徴づけるような環境において適応性を有するものであるかをて、潜在する脳活動成分を抽出するための機械学

同時に解析することで、状態に依存しない脳機能習法の高度化を行います。

パラメータは集団の中で連続的に分布するのでは検討し、モデルに基づく理論的な検討と照らし合わ

なく、離散的に分布する場合もあり、質的に異なるせながら、現在のヒトが持つ個性の適応的な機能「個性」が積極的に生み出されている可能性も示さに迫っていきたいと思います。

結合パターンを求める手法が提案されましたが脳波からは、約100ミリ秒で切り替わる、4〜7個（Takagi et al., 2018）、共 通パターンの機 能 結の典型的な空間パターン（Microstate）が安定して合行列の解釈が難しいという問題がありました。本

これらの研究を通して、不適応ととらえられがち

観測できることが知られています。さらに、認知症や課 題では、モジュール 結 合 分 解（Hirayama et

なタイプの「個性」もどのような環境であれば適応精神疾患の患者と健常者ではMicrostateの各状態

al., 2016）を複数状態のfMRIデータに適用できるのでしょうか。素朴な「適者生存」の原理から考的なのか、ということを考える材料を提供し、様々の頻度や、状態間の遷移確率が異なっているというるように拡張して、状態に依存しない少数の脳機能えると、進化の過程を経ても一つの形質に収束せな個性を持った個人が共存するための社会の在り報告があり、臨床にも役立つヒト脳「個性」指標がモジュールを抽出し、低次元のモジュール間結合

ず、様々な形質を持った個体が生み出されるという方を検討することに貢献できると考えられます。さ作成できる可能性があります。本課題では、従来用行列に現れる個人差や課題間の違いの特徴付けをことは不思議なことにも思われます。そこにはどのらに、領域内の共同研究を通して開発した解析手

いられていたクラスタリング法に代わり、共活性成分行います。さらに、新しい特徴量表現の神経科学的ような進化適応上の機能があるのか (あるいはな法や理論モデルを様々な動物種や行動にも適用す分析（Hirayama et al., 2015）により個別の情報

解釈や、データに付随している個人特性との関連

いのか)、ということはまだ十分に理解されていませることで、領域内で得られる個性に関する様々な知処 理 に 対 応 す る 潜 在 信 号 成 分 を 抽 出 し、性について考察します。以上を通じて、時間分解能

見に対してその機能的側面を議論する基盤を提供

Microstateをその異なる共活性状態という形で解の高い脳波と空間的分解能の高いfMRIという異することで、「個性」創発脳の統合的理解に貢献し釈できるかどうかを検討します。さらに、当研究室でなる長所を持った脳活動計測データの解析法を発れてきました。
なぜヒトを含む動物にそのような個性が存在すん。
本公募研究では、生物がそのように個性を生みだすことの適応上の機能を理論的に検討します。そのために、「個性の分布」を統計的に記述する統計32

非侵襲脳活動データの時空間解析による
ヒト脳「個性」指標の研究たいと考えています。

保有している脳波-fMRI同時計測データを解析する

展させることにより、脳イメージングデータに基づことで、この潜在信号成分の脳内基盤にアプローチ

く新しいヒト脳「個性」指標を創出するができればします。

と考えています。

研究代表者

川鍋 一晃 研究室長

国際電気通信基礎技術研究所

主要論文
Hirayama J, Hyvärinen A, Kiviniemi V,
Kawanabe M, Yamashita O: Characterizing
variability of modular brain connectivity withconstrained principal component analysis.
PLoS One, 11, e0168180, 2016.
Morioka H, Kanemura A, Hirayama J,
Shikauchi M, Ogawa T, Ikeda S, Kawanabe
M, Ishii S: Learning a common dictionary for
subject-transfer decoding with resting
calibration. NeuroImage, 111, 67-178,
2015.
Kawanabe M, Müller K-R: Estimating
functions for blind separation when sources
have variance dependencies. Journal of
Machine Learning Research, 6, 453–482,
2005.

33

公募研究

A03:「個性」創発研究のための計測技術と数理モデル

A03:「個性」創発研究のための計測技術と数理モデル「個性」創発メカニズム解明のためのシナプスイメージング法の開発と応用
ヒトを含めた全ての生物は、神経活動やそのアウ研究代表者

坂本 雅行 助教

東京大学大学院医学系研究科

主要論文
Bando, Y*, Sakamoto M* (Co-first andcorresponding author), Kim S, Ayzenshtat I,
Yuste R: Comparative evaluation ofgenetically encoded voltage indicators. Cell
Reports 26, 802-813, 2019.
Kwon T*, Sakamoto M* (Co-first author),Peterka D.S, Yuste R: Attenuation ofsynaptic potentials in dendritic spines. Cell
Reports 20,1100-1110, 2017.
Sakamoto M, Ieki N, Miyoshi G, Mochimaru
D, Miyachi H, Imura T, Yamaguchi M, Fishell
G, Mori K, Kageyama R, Imayoshi I:
Continuous postnatal neurogenesis
contributes to formation of the olfactory bulb
neural circuits and flexible olfactory
associative learning. Journal of
Neuroscience 34, 5788-5799, 2014.

実験データにおいて、最も大切な要素は、標本ミン濃度を計測する独自の実験技術を開発した

トプット（行動）として、個体ごとの特徴である「個vivo）におけるニューロンの活動を細胞体だけでなの均一性や再現性である。いっぽう、標本間のバラ(Konno et al. 2019)。今回の第2期では、こうし性」を持っています。大脳皮質のニューロンは樹状く、樹状突起スパインや軸索などの微小構造からもツキ（動物の場合は個体差とも言える）は、可能なた第1期で培った研究を発展させ、さらに個々の神突起上にシナプスを形成しており、これらシナプス

活動計測ができるようになりました。我々のグルー限り排除すべき要素と考えられることが多かった。

経スパイク活動やモノアミン濃度変動の情報を加の適切な形成および活動に伴う可塑的変化が「個プではこれまでに、これら活動イメージングを実現

しかし、現在の脳研究において、こうした均一

えて、より詳細に、ストレス応答の個体差を調べる。

性」創発の基盤になると考えられています。した可能にする超高感度・高速センサーならびに遺伝データを扱う実験科学だけでは限界があり、今後

具体的には、記憶や認知にかかわる大脳新皮質がって、ニューロンのシナプスの形態やその活動を

子改変マウス開発と生体への応用について研究をは複雑な個体差を解析すべき変数として積極的にと海馬の神経発火、情動にかかわる神経修飾物質

明らかにすることは、「個性」創発のメカニズム解明

進めてきました。本研究では、２光子励起顕微鏡に取り入れ、１つ１つの生理反応との関連を抽出しての変動を記録する。この計測により、1つのラットにつながると考えられます。
「個性」創発には、遺伝よるin vivo 活動イメージング法を用いて、生後発いく必要がある。そのためには、個体毎の多様性やにおいてストレス経験前後での、①不安様行動、う的要因と環境的要因の両者が関係すると考えられ達期におけるシナプスの形態やその活動を経時的バラつきが生じるような実験条件を設定し、各個つ様行動成績、②ストレス環境に対応する神経活動ていますが、生後発達初期における親から受ける養に可視化可能な方法を開発します。具体的には、シ体の微細な生理反応を網羅的に計測できるようなとモノアミン動態、③ストレス経験（海馬細胞の活育は、子供の「個性」創発に最も大きな影響を与え

ナプス前細胞と後細胞にそれぞれ異なる色のセン

実験技法が求められる。本研究では、こうした課題

動）の再生、④末梢臓器の不調（徐脈や不整脈、呼る要因の一つです。しかしながら、親から受ける養サーを発現させて、同時にそれら活動を計測する方に向けて、大規模計測やビックデータ解析を通じ

吸リズム異常など）を比較する。例えば、ストレス育行動が、生後発達期の脳神経回路や「個性」創法を確立します。開発したイメージング法を用いて、て、動物の個体差を神経動態から読み解く研究を経験に対応した海馬の活動とモノアミン変動量の展開する。

関係や、その結果として生じる、ストレス誘発性の発に与える影響については未だよくわかっていませ不適切な養育がシナプスの形態や活動の時空間的ん。その理由の一つとして、生後発達期におけるパターンに与える影響について明らかにすることで、第1期の公募研究では、１つのラットの海馬、扁行動変調や、海馬の神経活動の再生と慢性的に生「個性」創発のプロセスを経時的に観察・計測する

生後発達期における「個性」創発のメカニズムにつ桃体、前頭前皮質など広範な脳活動を記録する大じる末梢臓器変調の関連などを、個体差という観手法が確立されていないことが挙げられます。

いて、シナプスレベルでの解明を目指します。本研

規模計測技術と、心電図や呼吸リズムなどの同時点から解析する。こうした結果は、脳の神経コー

そこで本研究では、「個性」創発のメカニズム解

究により、「個性」創発メカニズムの一端を明らかに

計測を融合させる技術を開発した(Sasaki et al.

ディングや記憶機構の観点から、動物のストレス応

明のための新技術として、生後発達初期におけるするだけでなく、理想的な親子関係を築くための重2018; Shikano et al 2018)。得られた 大 規 模答の個体差を説明できる知見につながると予想さニューロンの形態や活動を経時的に観察するイメー

要な基礎知識が得られることを期待しています。

データから、ストレス応答の感受性・抵抗性の個体れる。

ジング法を開発します。近年では、カルシウムセン

34

サ ー や 膜 電 位 センサ ー の 発 展 により、生 体（in

記憶とストレス応答の個体差を担う
脳活動の大規模解析

差を予測する脳領域間の機能的結合（相関活動やまた、本研究アプローチは、本新学術領域が掲

周 波 数 共 鳴）を 見 出 し た(Nakayama et al.

げる「解析システム・解析装置の開発や数理モデ

2019)。また、多領域の脳波計測と同時にモノア

ルの構築」にも貢献できると期待している。

研究代表者

佐々木 拓哉 助教

東京大学大学院薬学系研究科
薬品作用学教室
主要論文
Aoki Y, Igata H, Ikegaya Y, Sasaki T: The
integration of goal-directed signals onto
spatial maps of hippocampal place cells.
Cell Reports, 27, 1516-1627, 2019.
Abe R, Okada S, Nakayama R, Ikegaya Y,
Sasaki T: Social defeat stress causes
selective attenuation of neuronal activity inthe ventromedial prefrontal cortex.
Scientific Reports, in press, 2019.
Sasaki T, Piatti VC, Hwaun E, Ahmadi S,
Lisman JE, Leutgeb S, Leutgeb JK: Dentate
network activity is necessary for spatial
working memory by supporting CA3
sharp-wave ripple generation andprospective firing of CA3 neurons. Nature
Neuroscience, 21, 258-269, 2018.

35

公募研究
計画班員リスト

A03: 動物モデルにおける「個性」創発とその基盤的研究

潜在的なストレス耐性の個体差を担う神経基盤の全脳解析

研究代表者

勢力 薫 招へい教員

大阪大学大学院薬学研究科
神経薬理学分野
主要論文
Seiriki K, Kasai A, Nakazawa T, Niu M,
Naka Y, Tanuma M, Igarashi H, Yamaura K,
Hayata-Takano A, Ago Y, Hashimoto H.
Whole-brain block-face serial microscopy
tomography at subcellular resolution using
FAST. Nat Protoc 14(5):1509-1529, 2019
Seiriki K, Kasai A, Hashimoto T, Schulze W,
Niu M, Yamaguchi S, Nakazawa T, Inoue
KI, Uezono S, Takada M, Naka Y, Igarashi
H, Tanuma M, Waschek JA, Ago Y, Tanaka
KF, Hayata-Takano A, Nagayasu K,
Shintani N, Hashimoto R, Kunii Y, Hino M,
Matsumoto J, Yabe H, Nagai T, Fujita K,
Matsuda T, Takuma K, Baba A, Hashimoto
H. High-Speed and Scalable Whole-Brain
Imaging in Rodents and Primates. Neuron
94(6):1085-1100.e6. 2017
Seiriki K, Kasai A, Kuwaki T, Nakazawa T,
Yamaguchi S, Hashimoto H. Criticalinvolvement of the orbitofrontal cortex in
hyperlocomotion induced by NMDA
receptor blockade in mice. Biochem
Biophys Res Commun 480(4):558-63.
2016

ストレスに対する適応能力は個体ごとに異なり、機能制御に関わる脳領域や細胞集団を網羅的に解その神経基盤を理解することは、うつ病や心的外析するために、マウス全脳を一細胞レベルの空間

傷後ストレス障害などの世界的に疾病負荷の大き分解能で観察する顕微鏡イメージング技術FAST

いストレス性精神疾患の予防に繋がると考えられ( b l o c k - FA c e S e r i a l m i c r o s c o p y

ます。ストレス耐性の個体差はヒトに限らずマウス

Tomography; Seiriki et al., Neuron, 2017) をなどの齧歯類にも認められ、モデル動物を用いた開発してきました。本研究では、FASTによる全脳研究により社会的敗北ストレスなどに対するストレイメージング解析に加えて、遺伝学的技術により任ス耐性の獲得機構が明らかにされてきました。しか意の時間枠に活動した細胞を半永久的に蛍光標識し、これら多くの知見は、慢性的なストレス暴露のできる 遺 伝 子 改 変 マウス(Fos-TRAP2マウス;

A01

研 究 課 題 名

代表分担

氏 名

乳幼児における個性の創発

計画代表

保前

分担

多賀厳太郎

東京大学大学院教育学研究科 身体教育学コース 教授

計画代表

若林

明雄

分担

瀧

靖之

千葉大学文学部人文学科・行動科学コース心理学専攻 大学院人文科学研究院・人文科学専攻基盤文化コース 大学院融合理工学研究院・数学情報科学専攻情報科学コース
こどものこころの発達教育研究センター・行動医科学部門 教授

個性を創発する神経幹細胞におけるエピジェネティックメモ

計画代表

中島

欽一

九州大学大学院医学研究院 応用幹細胞医科学部門 基盤幹細胞学分野 教授

リーとその制御

分担

今村

拓也

九州大学大学院医学研究院 応用幹細胞医科学部門 統合的組織修復医学分野 准教授

個性の多様性を担保する遺伝子の解析

計画代表

星野

幹雄

国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 病態生化学研究部 部長

分担

井上

高良

国立精神・神経医療研究センター 神経研究所 疾病研究第六部 室長

分担

天野

睦紀

名古屋大学大学院医学系研究科 神経情報薬理学講座 教授

生後脳神経新生を介した「個性」創発機構

計画代表

今吉

格

「個性」創発に至る次世代継承エピゲノム修飾とその脳内

領域代表

大隅

典子

表現

分担

原

塑

分担

沖

真弥

九州大学大学院医学研究院 発生再生医学分野 講師

計画代表

郷

康広

自然科学研究機構

ヒトの認知機能の「個性」の基本構造のモデル化と脳画像解析による脳神経基盤の解明
A02

A03

イメージングゲノミクス解析による個性創発機構の解明と細胞・脳の個性計測技術開発

首都大学東京大学院人文科学研究科 人間科学専攻 言語科学教室 准教授

東北大学加齢医学研究所 機能画像医学研究分野 教授

京都大学生命科学研究科 教授
東北大学大学院医学系研究科 発生発達神経科学分野 教授
東北大学大学院文学研究科 哲学分野 准教授

生命創成探究センター

認知ゲノム研究グループ 特任

准教授

後の表現型に基づいています。近年、イメージング

DeNardo et al., Nat Neurosci, 2019)、慢 性 社「個性」創発の神経基盤解明にむけた網羅的な神経回路イ

計画代表

冨永

技術等の発達により、将来にストレス耐性群に分会的敗北ストレスを用いた個体ごとのストレス耐性

メージング解析技術の開発

分担

種村健太郎

東北大学大学院農学研究科 動物生殖科学分野 教授

類されるマウスでは、ストレスを受ける以前から側の行動学的解析を組み合わせ、ストレスを受ける以「個性」を創発する脳システムの数理モデル開発と統計データ解析

計画代表

駒木

東京大学大学院情報理工学系研究科 数理情報学専攻 教授

坐 核の活 動に差が 認められること(Muir et al.,

前に標識した神経活動の個体差と、ストレスを受け「個性」を発見するマーカレス表現型記録・マイニングシステ

計画代表

柴田 智広

九州工業大学大学院生命体工学研究科 人間知能システム専攻 人間・社会的知能システム研究室 教授

Neuropsychopharmacology, 2018)等が明らかにた後の行動変化の個体差から、潜在的なストレス

ムの開発

分担

夏目季代久

九州工業大学大学院生命体工学研究科 人間知能システム専攻 脳型動的情報システム研究室 教授

されており、ストレス耐性に生来の個体差が存在す耐性の個体差に関わる脳領域や細胞の網羅的解析

分担桝屋

理化学研究所バイオリソースセンター マウス表現型知識化研究開発ユニット ユニットリーダー

ることが示唆されています。しかし現状では、ストレ法の確立を目指します。そして、FASTによるイメー

分担

松本 惇平

スを受ける前の脳機能の個体差とストレス暴露後

ジングデータと行動データから潜在的なストレス耐の表現型の関連性を検証する方法は限られており、性の制御に関わる脳領域を推定し、当該領域の神ストレスに対する適応能力の潜在的な個体差に関経活動操作などを試みることで、解析系により推定

わる神経基盤には未解明な点が多く残されていまされた脳領域の妥当性を検証しつつ、潜在的なスす。

トレス耐性に関わる神経基盤を明らかにしていきた

私たちは、脳全体を対象としてストレス応答や脳

貴志
文保

啓志

徳島文理大学神経科学研究所 教授

富山大学大学院医学薬学研究部(医学) システム情動科学講座

助教

公募班員リスト
A01

いと考えています。

A02

A03

研 究 課 題 名

氏 名

所 属 施 設/職 名

ＶＭＡＴ１変異が精神的個性に及ぼす影響：マルチスケールアプローチによる解明

河田 雅圭

東北大学大学院生命科学研究科 教授

脳溝形成の個人差に着目した早産児神経発達予後予測モデルの開発

城所 博之

名古屋大学医学部小児科 助教

当事者視点と社会モデルを踏まえた自閉スペクトラム症研究プラットフォームの実現

熊谷晋一郎

東京大学先端科学技術研究センター 准教授

オープンリソースの深層学習と標本外予測による個性の脳マッピング

地村 弘二

慶應義塾大学理工学部生命情報学科 准教授

マイクロエクソンに注目した脳と個性の発現に関する多階層情報解析

城田 松之

東北大学大学院医学系研究科 講師

ヒトの個性形成とその神経基盤に関する統合的研究：てんかん患者における検討鈴木 匡子

東北大学大学院医学系研究科 高次機能障害学分野 教授

向社会性の個性を生み出す分子メカニズムの解明

高岸 治人

玉川大学脳科学研究所 准教授

ｉＰＳ細胞技術及び患者臨床情報を用いた精神疾患の治療薬応答性の個性創発機構の解明

中澤 敬信

大阪大学大学院歯学研究科 准教授

動物の個性の評価指標の確立と、ヒトを含む種間共通モデルの作製

村山 美穂

京都大学野生動物研究センター 教授

感覚情報処理の個人差が生み出す身体の「個性」

和田

国立障害者リハビリテーションセンター研究所 脳機能系障害研究部 発達障害研究室長

空間弁別の個性を形成する環境的要因と遺伝的要因の複合解析

上田（石原）奈津実

名古屋大学理学研究科

ストレス感受性の個性創発の分子神経基盤解析内田 周作

京都大学大学院医学研究科 メディカルイノベーションセンター 特定准教授

セル・アンサンブル活動による認知情報表現から抽出する「個性脳」

大川 宜昭

獨協医科大学先端医科学研究センター認知・記憶研究部門

真講師

アリの行動変異をもたらす社会的・遺伝的メカニズムと個体差の適応的意義

岡田 泰和

首都大学東京理学部生命科学科「個性」はどのように変化するか？

金子涼輔

群馬大学大学院医学系研究科

雄マウス超音波求愛発声の個体差と対応する神経−生殖内分泌学的特徴

菅野康太

鹿児島大学法文学部

マウスにおける社会識別制御機構の解明と社会行動からの個性創発の理解

喜田聡

精子幹細胞に由来する子孫が行動様式に及ぼす影響篠原隆司

京都大学大学院医学研究科

新規神経ペプチド受容体ＮＰＢＷＲ１の機能が情動表出の個体差に与える影響

征矢晋吾

筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構

高精度行動解析と可逆的神経活動操作による「社会的個性」創発過程の解明

野元謙作

麻布大学獣医学部

霊長類における他者の報酬に対する感受性の個体差を生み出す神経回路網の理解

則武

厚

脳が進化により獲得した遺伝子による多様な個性形成メカニズムの解明

松本有樹修

九州大学生体防御医学研究所分子医科学分野

経験を個性にかえるニューロン機構

山元大輔

情報通信研究機構未来ICT研究所

新規クローズドコロニー系統メダカを用いた不安様行動における個性の分子神経基盤解析横井佐織

北海道大学大学院薬学研究院

助教

発声学習バイアスの個体差形成に関わる脳内遺伝子発現メカニズムの解明

和多和宏

北海道大学大学院理学研究院

生物科学部門

環境適応能力とＲＮＡメチル化修飾制御の個体差の関連性−ＲＮＡ修飾からの個性理解

王丹

個性を創り出す脳内転写因子活性の定量評価

安部健太郎

東北大学大学院生命科学研究科

ヒト化マウス作製技術により明らかにする脳神経系発生発達多様性の分子的基盤

井上由紀子

国立精神・神経医療研究センター神経研究所疾病研究第6部

進化と行動の数理モデルに基づく「個性」の適応的機能の検討

片平健太郎

名古屋大学大学院情報学研究科 心理・認知科学専攻 准教授

非侵襲脳活動データの時空間解析によるヒト脳「個性」指標の研究

川鍋一晃

国際電気通信基礎技術研究所

研究室長

雅行

東京大学大学院医学系研究科

助教

佐々木拓哉

東京大学大学院薬学系研究科

薬品作用学教室

勢力

大阪大学大学院薬学研究科「個性」創発メカニズム解明のためのシナプスイメージング法の開発と応用
記憶とストレス応答の個体差を担う脳活動の大規模解析
潜在的なストレス耐性の個体差を担う神経基盤の全脳解析

36

所 属 施 設/職 名
文高

坂本

薫

准教授

准教授
助教

人文学科心理学コース 神経科学研究室

東京大学大学院農学生命科学研究科

准教授

教授

教授
助教

特任助教

自然科学研究機構 生理学研究所システム脳科学研究領域認知行動発達機構研究部門 助教
准教授

上席研究員
准教授

京都大学高等研究院物質ー細胞統合システム拠点

特定拠点准教授

教授

神経薬理学分野

研究員

助教
招聘教員

37

第4回領域会議
開催報告「第4回領域会議報告」

第4回領域会議に参加して

日時：2019年8月1日〜 3日

会場：琴参閣・香川県 琴平町
2019年8月1日（木）〜3日（土）におきま

常に高いレベルの議論が行われました。2

究を継続してきた計画研究班、公募研究班

して、香川県琴平町の琴参閣にて第4回領日目の夜の意見交換会では、第2期から新の研究発表における相互の共同研究の多域会議を開催しました。105名の領域関係

規に公募に加わった研究代表者の皆さん

さ、深さに表れていました。一方、新規にご者が参加しました。
アドバイザー、学術調査からのフレッシュな「個性」研究に対する多参加になった第2期からの公募研究班で官の先生方にもお集まり頂き、計画班、
およ様なビジョンをご提示いただき、大いに盛は、さらに新しい研究手法、研究テーマが導び、公募班の研究代表者が発表を行いましり上がりました。
また、アドバイザーの鍋島

入され、
ますます
「個性」研究の厚みが増す

た 。今 回 は 第 1 期 の 公 募 研 究 の 継 続 の陽一先生には、「個性」研究の進め方のみなように感じられました。今回の会議の期間

方々、公募第2期から新規にご参加の先生

らず、「 教科書に残るような」研究をするべ

は短いものでしたが、それらの融合が行わ方を加え、朝早くから夕方まで44演題もの

きとの、研究そのもののあり方をご指導い

れ共通の理解に近づいたことが感じられま

びっしり予定の詰まった大変タイトなスケ

ただく大変貴重なアドバイスを頂くことがした。会議の冒頭の大隅代表のお言葉にもジュールでしたが、それぞれの研究班の研できました。
これまでの様々な当領域の活ありましたが、中間審査を経てさらにパワー

究の進捗報告について、大変活発な質疑応

動を通じて、領域に参加する個々の研究者

アップし、様々な立場の研究者が「個性」研

答と議論が行われました。
また、1日目の夜

がそれぞれ
「個性」
という学際的なテーマに究という研究領域の創出において一層一体には57題のポスター発表があり、若い研究ついて一定の方向を見据えた研究を展開感の増した印象を強く残した領域会議とな者を含めた活発な議論が交わされました。

し、お互いにその研究について理解し批判りました。今後も個性創発脳の研究の発展

これまでの領域の活動を通して「個性」の研できる土壌が醸成されてきたように感じらにつなげていけるように、領域全体で一丸究におけるお互いの理解が深まった分、非れました。
このことは、特に第1期からの研となって努力していければと思います。

非凡な人だと思われたい、特殊でありたい。唯一無けば聴くほど、多様な角度からご意見を頂けば頂くほ

二の、個性的な自分でありたい。
ところが個性的な他

ど、自分の中で「個性」という語彙の意味が不明瞭に人に会った途端「すごく個性的な人だね」と、虐げたそなっていきました。先生方のご研究すら未完成である

うに言ってしまう。本当に非凡なあの人は、私の凡庸さこと、そしてこれまでの自分自身が実は個性についてを浮き彫ってしまいそうで恐ろしい。特殊に見えるあの大して考えていなかったのだということを認識しまし人は、私を普通に見せてくれるからありがたい。
「 一人た。
自分の持っている解析結果が個性の何を明らかに

一人の個性を大切に」「個性を伸ばしましょう」当たりしているのか、はっきりと言葉にすることがまだできま

前に唱えられ、復唱してきた教育的文句に、薄ら寒させん。

を確かに感じている。

現在の私は学生ですが、いずれは科研費の申請資第4回領域会議に参加させて頂いてから十日、個性格を持ったプロの研究者となると思われます。個性がというキーワードはこのような形で私の中を堂々巡りテーマであろうとなかろうと、その時の私は、今回の会しています。
曲がりなりにも神経科学サイドの人間であ

議で拝聴したご研究内容の、更に先を進んだ計画をりながらいかにも陳腐で非科学的な思考は悩ましい持っていなければなりません。その計画の結果がこの限りですが、今の自分が捉えている個性とはこれくらい世の何を説明するのか、深く深く考える力を持っていなのだと理解できます。

なければなりません。初めて参加させて頂いた領域会

領域会議では計画研究・公募研究を遂行されている多くの先生方のご講演を拝聴致しました。
また、
ポス

松平 泉
東北大学大学院 医学系研究科
医科学専攻
機能画像医学研究分野
博士課程 4 年

議は、自分が研究者としてどのように成長していきたいのかを考える契機となりました。

ター発表時には著名な先生方が私の研究内容にご助言をくださいました。
しかし、第一線の研究について聴

第４回領域会議感想まず始めに、博士取得後10年以上経過しています

することで、他者にも認識できる言語・記号で説明する

ので、若手には入らないと思いますが、領域会議の感ことによって形式知化し、個性を創造する作業を行って想について書かせていただきます。第一回から参加しいると考えます。
さらに、個性とは個体だけでなく、個体て、常に考えさせられるのは、個性の解釈についてでが集まった集団としての現象も創発を介して、個性にす。私の学位は知識科学で、学生時代は知識に関するなると考えます。私の勝手な考え方の例になりますが、講義を受けました。
そこで、特に思い出されるのが、暗近交化したマウスにおける好む場所の違い、蟻や蜂の黙知と形式知です。私なりの「個性」を考えると、暗黙集団の中で攻撃的な集団は、
まだ個性の段階でなく、知にある知識は個性でなく、形式知になって初めて個

科学的な意味づけを行うことで個性となると考えま性になると思います。言い換えると、お互いに認識できす。
これらを踏まえて、私が考える領域会議とは、異なる知識（形式知）によって初めて個性が確認できる。
こるバックグラウンドを持つ研究者の方々が、活発に議れは、暗黙知にある知識は個人に依存し、学問として論することで、新たな個性の芽を創造する瞬間に立ち継承することが困難であることから考えます。個性と会える場になります。第一回から、このような貴重な経は、違いを表す言葉でなく、自分以外の他人と共通の

験を積むことができる場を作り上げられた大隅先生、

知識（形式知）を介して、物事を認識し共有することだ

会議を運営し、ご尽力いただいた皆様、そして、参加者と考えます。研究者はこれまでに解明されなかった現すべての方々に厚く御礼お申し上げます。

辰本 将司
大学共同利用機関法人
自然科学研究機構
生命創成探究センター
認知ゲノム研究グループ

象について、経験（暗黙知）に基づいて実験を行い証明

38

39

研究成果報告

計画研究A02 今吉班

公募研究A03 佐々木班

精神的ストレス応答の個体差に関連した脳活動を発見

神経幹細胞の休眠化・活性化機構を解明〜眠った神経幹細胞から神経細胞をつくりだす〜（本研究成果は、7月1日に英国科学誌「サイエンティフィック・レポーツ誌」、
および7月22日に英国科学誌「サイエンティフィック・レポーツ誌」に掲載されました。
）

本研究成果は、2019年5月1日（米国東部標準時）に科学雑誌「Genes & Development（ジーンズアンドディベロップメント）」に掲載されました。

東京大学大学院 薬学系研究科

京都大学 生命科学研究科

佐々木 拓哉今吉 格

京都大学大学院・生命科学研究科のら、胎 児 期の神 経 幹 細 胞ではH e s 1と経幹細胞が休眠化することが明らかにな

今吉格 教授（計画研究代表）
らの研究グ

Ascl1の発現が振動しており、
この振動

りました。

ループは、影山龍一郎 京都大学ウイル

発現によって活性化状態になることがわ

本研究成果は、生後脳の可塑的性質のス・再生医科学研究所教授（兼・京都大かっていました。
しかし、休眠状態に陥る

学 物 質 ー 細 胞 統 合 シス テム 拠 点

メカニズムは明らかになっていませんで（iCeMS＝アイセムス）副拠点長）、末田した。

性創発機構の解明につながることが期待

本領域公募班代表である東京大学大電極を埋め込み、
その神経活動を記録し本研究成果は、日本時間7月2日（火）学院薬学系研究科の佐々木拓哉助教らました 。１つ目の 論 文 ( A b e e t a l . ,（英国時間7月1日（月））に英国科学誌の研究グループは、ストレス応答の個体

Scientific Reports, 2019)では、
ストレ「サイエンティフィック・レポーツ誌」、おひとつであるニューロン新生の制御メカ

差を生み出す神経回路活動を見出すこ

ス応答の感受性が高い動物群において、よび日本時間7月23日（火）（ 英国時間7

ニズムを明らかにしたもので、生後の個とに成功しました。

腹側前頭前皮質の神経発火頻度が特に月22日（月））、英国科学誌「サイエンティ

ヒトを含む動物は、生活の中で様々な顕著に低下することを見出しました。
２つフィック・レポーツ誌」に掲載されました。

梨沙 生命科学研究科博士課程学生、播本研究において、成体脳に内在する神されます。

ストレス刺激に曝されています。
しかし、目の論文(Nakayama et al., Scientific【論 文】

磨有希子 ウイルス・再生医科学研究所

経幹細胞を調べたところ、Hes1の発現【論 文】

同じようにストレス刺激を受けても、そのReports, 2019)では、動物がストレス負Abe R, Okada S, Nakayama R, Ikegaya

研究員（現・ハーバード大学研究員）
らのが持続しており、一方Ascl1はHes1にRisa Sueda, *Itaru Imayoshi (equal

反応は一様でなく、個体差が存在します。

荷を受ける前の広範な大脳皮質活動を研究グループと共同して、神経幹細胞のよって持続的に抑制されるために発現しこの性質は、動物の個性を形成する上で記録し、多数の脳波信号データに機械学

休眠化および活性化が2種類の遺伝子ていませんでした。そこで、ウイルスベクも重要です。
これまで、ストレス応答に関習を適用して解析しました（図）。その結Hes1とAscl1によって制御されているこターを用いて休眠状態の神経幹細胞にする分子メカニズムや組織学的変化に果、多数の大脳皮質領域で生じるデルタとを発見しました。

Ascl1を導入したところ、成体脳に内在vs. active neural stem cells in the adult

ついて、多くの研究がなされてきました

波やシータ波など、特定の周波数帯の脳mouse brain

が、こうした個体差に着目し、具体的な神

波強度の相関が、その後のストレス応答

経活動を調べた研究はほとんど存在しての感受性と関連することを見出しましいませんでした。

た。

神経細胞（ニューロン）の元となる神経する神経幹細胞を活性化し、神経細胞を幹細胞は、胎児期には盛んに増殖して多産生することに成功しました。つまり、

くの神経細胞を生み出しますが、大人にHes1の発現が振動するとき（Ascl1の発なると神経細胞をつくる能力が低下した

現も振動）に神経幹細胞は活性化し、持休眠状態になります。
これまでの研究か続するとき（Ascl1は発現しない）には神

c o n t r i b u t i o n ) , Yu k i k o H a r i m a a n d*Ryoichiro Kageyama:
High Hes1 expression and resultant
Ascl1 suppression regulate quiescent

Genes Dev. 33, 511-523, 2019

; Published in Advance March 12, 2019,
Doi:10.1101/gad.323196.118

Y, Sasaki T*
Social defeat stress causes selective
attenuation of neuronal activity in theventromedial prefrontal cortex.
Scientiﬁc Reports, 9:9447 (2019)
Nakayama R, Ikegaya Y, Sasaki T*
Cortical-wide functional correlations
are associated with stress-induced
cardiac dysfunctions in individual rats

本研究グループは、
マウスやラットを用本研究により、ストレス応答の個体差

いて、他の強い動物から攻撃を受けるよを生み出す脳神経活動の一端が解明さうな社会的敗北ストレスを負荷しましれました。
また、本研究成果は、心理的ス

た。このストレス刺激を受けた動物は、

トレスに起因したうつ病など精神疾患の様々な程度のストレス応答、
すなわちスト

発症リスク軽減や治療のための脳メカニ

レス感受性の個体差を示します。
こうしたズム解明に向けた布石になると期待され様々な動物において、大脳皮質に多数のます。

Scientiﬁc Reports, 9:10581 (2019)

掲載ページはこちら https://www.nature.com/articles/s41598-019-45833-5
掲載ページはこちら http://genesdev.cshlp.org/content/33/9-10/511.full

40

https://www.nature.com/articles/s41598-019-47171-y41

新任教授挨拶

新設研究室紹介

京都の夏。鴨川の納涼床にて涼みながら緑に囲まれた新天地より

公募研究A02
獨協医科大学
先端医科学研究センター 認知・記憶研究部門
准教授

京都大学 大学院生命科学研究科
脳機能発達再生制御学 教授

今吉

昨年の猛暑よりはいささか穏やかに感じますが、今年も暑い夏

物によって異なっていることが、様々な個性が存在し、同じ場面でがやってきております。
「 個性」創発脳のみなさまにおかれましても動物によって異なった行動を発現する基盤であると考えていまは、
ますますご清栄のこととお喜び申し上げます。2018年11月1

す。
もちろん、脳の発生過程において、遺伝的に先天的に規定され日付けで、京都大学・大学院生命科学研究科・脳機能発達再生制る、動物ごとの個性の基盤となるものの上に、
このような後天的な御学の教授に就任致しました今吉 格と申します。
このたび、
ニュー

影響が加わってくるものと考えられます。
このような作業仮説を検スレターに新教授挨拶と研究室紹介をさせて頂く貴重な機会を証するためには、ある一つの行動タスクだけではなく、1匹の実験

頂き、大変光栄に思っております。新学術領域「個性」創発脳のみ動物の発生・発達過程、
そして、複数の行動タスクなどの経験イベなさまには、この場をお借りして御礼申し上げます。私は、大阪大ントを詳細に記録・解析し、最終的に行動レベルで観察される個学工学部を卒業後、京都大学生命科学研究科に入学し、2008年

性が、脳の発生パターンや、それぞれの先行経験によってどのように博士課程を修了(生命科学博士取得)しました。学部生時代は、に影響を受けるか解析する必要があると考えています。
したがっ

微生物学を学び、修士・博士課程の間は、京都大学ウイルス研究て、「個性の研究をするためには、実験動物の一生を追いかけて解所(現ウイルス・再生医科学研究所)の、影山龍一郎先生の研究室

析を行わないといけない」という事実に気づき、大変な学問を研で、マウス脳の発生と可塑性の研究に取り組みました。その後、究テーマに選んでしまったという思いと同時に、大きなやりがいを

JSTさきがけ研究員や、京都大学白眉センターの特定准教授を得感じています。現実的には、ある動物の一生の中から、個性創発にて、前職は文部科学省の卓越研究員を務めておりました。2016年

寄与する大きなイベントをうまく切り抜いて実験・解析できるよう10月に現在の所属である京都大学・大学院生命科学研究科に特な実験パラダイムを構築できるかが鍵であり、研究室メンバーと定准教授として着任し、研究室を開設しました。2018年からは教

日々アイデアを持ち寄って四苦八苦しております。

授として、さらに教育・研究に励む毎日を送っております。

このように、脳科学を含めて、生命科学はものすごい勢いで進歩

私はこれまで、哺乳類神経系の発生生物学、幹細胞生物学、そしており、脳の発生や発達、記憶や学習、傷ついた脳組織の再生なして生後脳・成体脳の可塑性について研究してきました。神経発生

どについても、
日々新しい発見がなされています。発達障害などの研究においては、bHLH型転写因子による幹細胞の増殖・分化制神経発達異常の研究、個性や人格などの創発メカニズムの探求、御に着目してきました。
また、神経系の可塑性の研究については、神経変性疾患や精神疾患の治療戦略の開発、脳機能の再生医学

生後脳・成体脳において神経細胞が新生して神経回路に組み込まの可能性など、脳神経系の研究成果の応用はどんどん広がりを見れるという現象(ニューロン新生)に着目して研究を行ってきまし

せています。
そのようなエキサイティングな生命科学分野で一緒にた。
その背景には、神経系の発生・形成機構を明らかにする事で、研究してくれる「我こそは！」「私こそは！」という人材を常時募集中

神経系の作動原理の理解が深まり、我々人間の精神活動や個性で す 。詳 し い 研 究 内 容 に つ い て は 、ホ ー ム ペ ー ジの創発機構の一環が垣間見えることへの期待があります。
また、神（https://brainnetworks.jimdofree.com）
をご覧いただき、

経発生研究に加えて、ニューロン新生という脳の可塑的性質を研興 味 のある方 はいつでもお 気 軽にご連 絡 下さい

究することで、哺乳類の脳機能の発達・発現がどこまで先天的・遺（imayoshi.itaru.2n@kyoto-u.ac.jp）。私の研究室は京都大学

伝的に規定されており、どこからが後天的・環境因子による影響をの吉田キャンパスの最南端にあり、道路を渡ってすぐそばには鴨受けるのかについて、多くの予想外の知見を得ることができ、今後川が流れています。研究が行き詰まった際には、休憩時間に鴨川も発展させて行きたいと考えています。

まで出て、四季の移ろいを感じるとともに、リフレッシュして新しい

近年は、生後のニューロン新生が、動物個性の創発や変化に与

大川 宜昭

格

これまで20年弱！お世話になった富山大学の井ノ口馨教授の識を融合して、脳内での認知情報の個性的な表現様式の存在を下を離れ、7月1日付けで、高校生まで過ごした地元の栃木県にあ新しい研究室で明らかにしていきたいと考えています。
そしてこのる獨協医科大学の先端医科学統合研究施設 先端医科学研究セ

取り組みを、今後、認知症や精神疾患の早期診断や治療思索に貢ンターに、認知・記憶研究部門を主宰させていただくことになりま献できるレベルにまで高めることができればと期待しています。

した。
元々、獨協医大で統合失調症の基礎研究を続けていた有銘預
世布講師と、技術員の石河三貴子さん、鈴木佐知子さんの3人が合流してくれることとなり、幸運にもグループとして研究室をスタートできる環境をいただきました。
これまで私は記憶の本質的な理解を目標として、学習時に活動し記憶を蓄えた細胞（記憶痕跡細胞）を標識・操作できる技術を駆使することで、マウスに人工連合記憶を植え付けることに成功するなど、記憶の質的な変化を導く細胞集団メカニズムの理解に取り組んできました。
また最近では、生体Ca2+イメージング法を利用して、日々のエピソード体験の記憶が、どのように脳内で表現され、その後の睡眠中に脳内に定着するのかを可視化することに成功しました。

獨協医大の基礎医学棟前の広い芝生から。4人のメンバー（右から鈴木さん、有銘さん、今後は、これらの私の経験と有銘さんの統合失調症に関する知

石河さん、そして筆者）
で研究室のスタートを切りました。

Topics■ 領域代表の大隅と公募研究代表者の熊谷が関わった書籍が出版されました
領域代表の大隅典子（東北大学）
ならびに公募研究代表者の熊谷晋一郎（東京大学）
が筆者な

らびに対談者として関わった書籍『＜自閉症学＞のすすめーオーティズム スタディーズの時代』
がミネルヴァ書房より出版されました。

気持ちで再び研究に向き合うことができます。新学術領域「個性」

える影響について研究を進めています。
マウスなどの実験動物を

創発脳のみなさまには、今後とも変わらず、
ご指導ご鞭撻を賜りま用いて、どのように個性を科学することができるのか？については、

すよう、何卒よろしくお願い申し上げます。

本領域でも多くの議論が重ねられており、とても難しい問題です。
我々は、「 動物が生まれてから生後発達や成熟を重ねる中で、様々なイベントを記憶・経験していく過程で、それらをどのようにカ
テゴライズしているのか」が、それぞれの動物の個性を特徴付ける
一つの枠組みであると考えております。動物が何かの判断をして、意思決定を行い、行動を発現する際にも、これまでの経験や記憶■ 公募研究代表者の村山美穂と共同研究者今野晃嗣が関わった書籍が出版されました
本領域A01公募研究代表者の村山美穂（京都大学）
ならびに共同研究者の今野晃嗣（帝京科学大学）が執筆に加わった書籍『犬からみた人類史』が出版されました。
（勉誠出版：http://bensei.jp）（村山 第4章

今野第5章）

によって形作られた、適応戦略や意思決定のパターンの影響を大きく受けていると考えられます。過去のそれぞれの経験や記憶が形成されアップデートされていく過程における、知覚・認識や価値判断、記憶・学習のカテゴライザーションのパターンが、個々の動

42

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活動報告
■ 領域行事2019年7月11日「温度」、「時間」、そして「個性」

個性創発脳A01公開セミナー「世界を創る多様な脳」（東京都文京区）

星野 幹雄

開催場所：東京大学情報学環福武ホール・福武ラーニングシアター
ご講演：池上英子先生（ニュースクール大学）

国立精神・神経医療研究センター
神経研究所 病態生化学研究部 部長

指定討論：熊谷晋一郎（公募研究代表者：東京大学）

2019年8月1日〜 3日

第4回領域会議（香川県琴平町）

世話人：冨永貴志（徳島文理大学）

活動予定■ 領域行事（時期未定）

2019年11月14日〜15日

データシェアリング説明会
内容：下記技術講習会までにデータシェアリングプラットフォームおよび齧歯類超音波発声解析についてアンケートおよびZoom講習会を実施
第４回技術講習会・若手の会
開催場所：自然科学研究機構岡崎カンファレンスホール中会議室（愛知県岡崎市）
内容：技術支援講習会（例年どおり技術支援班による支援内容の説明）
若手の会（ワールド・カフェ方式の発表）

2020年（時期・場所未定） 第３回市民公開講演会
2020年9月1日〜３日

第２回国際シンポジウム（場所未定）■ 学会などの活動

2019年12月18日〜 20日

令和元年度次世代脳ネットワークシンポジウム
開催場所：一橋講堂 学術総合センター２階
主催：次世代脳プロジェクト（当領域他新学術８領域合同）
世話人：大隅典子
http://www.nips.ac.jp/brain-commu/2019/outline2019.html「温度」
について考えてみよう。我々は（１）

定義できない。
つまり、
「温度」
と同様に
（エン

り、様々な内的・外的インプットを受容する「モノに触った時に熱い、
冷たい」
と感じ、
（２）

トロピーから考える）「時間」とはマクロの概と、それに応じて人それぞれの多様なアウト「お湯と冷水を混ぜるとぬるま湯になる」
こと

念であり、
やはりミクロ的視点ではその意味

プットを出す。
またこのブラックボックスは気を経験している。
おそらくこうした経験から、を失ってしまうようだ。

まぐれで、いつも同じアウトプットをするとは冷たいモノから熱いモノまでのなんらかの量

我々は、
日常の中で
『個性』
という言葉を限らない。暑い日に、
アイスクームを食べたく

として
「温度」
なる概念が生じたのだろう。文

使 う 。こ れ と 相 同 な 単 語 は 英 語 のなるかと思えば、冷やし中華を食べたくなる明が生まれる前からこの概念はあったはず"Individuality"のように各言語に存在することもある。また、人によってはアツアツのラーメンを欲することもあるだろう。
しかしこ

なので、
科学的な定義は後付けでなされたこので、恐らく世界中の人々に
『個性』
なる概念

とになる。私は高校の物理で、
「温度」
が単位

があまねく存在する。実は心理学の世界でのブラックボックスは単にランダムに出力す

体積あたりの分子の運動量の総和から定義

は、パーソナリティの定義はあっても、『個性』

るわけではない。
それぞれの個々人でその人されると習った（最新の物理学ではもっと難についての明確な定義はないそうだ。
しかしなりの出力の
「クセ」
がある。
つまり、
その脳の

しい定義がなされているようだ）。
たしかにモ

『個性』
について研究する以上は、
『個性』
なる

「クセ」
について研究することが、『個性』
を理

ノの分子がたくさん手にぶつかれば熱い（痛ものをある程度は定義したい。
そしてそれは解する本質的なアプローチであろう。
しかしい）と感じるだろうし、水の分子同士が衝突

「温度」
や
「時間」
のように、
我々の日々の感覚

脳は多層的に理解しないとその実体には迫し合えばお湯はぬるく冷水は温かくなるだろを反映したものであることが望ましい。

れない。
そのため、
《ゲノム
（遺伝子）
やエピゲ

う。
かように
「温度」
の概念は、
「分子運動」
か

学校の成績が良いとそれは
『個性』
か？絵

ら直感的に理解できる。
同様に我々が日常にが上手いとそれは『個性』か？外向性、誠実

ベル、細胞レベル、神経回路レベル》
でどのよ持つ概念を科学的に定義しようとする場合、性、協調性などはどうだろうか？それらの個

うに多様性をもたらし、個々人に独特な行動

もとの概念からあまり乖離しないことが望ま

人差は『個性』の重要な要素かもしれない。

の表出につながるのか、
そのしくみについてしいだろう。また、温度を「分子の運動の総

しかし我々が日常において
『個性』
という言

理解しなくてはならない。
私は、こうした多層和」
から理解しようとすると、「一つの分子」に葉を使う時、
そんな単純な意味では使ってい的なアプローチによって、個々人の「脳のク

ついては
「温度」
を定義できない。
つまり、「温ない。我々は生活の中で『個性』という言葉セ」あるいは「行動原理と要素の発露」の理

度」というのはマクロの概念であり、ミクロのを、より抽象的な概念、
より上位の
「その人の

解が進み、
『個性』
の科学的実体が明らかに視点ではその意味を失ってしまう。

《人となり》
を端的に表象するもの」
あるいはなっていく、と考えている。
また、脳の集合体

さらに「その背後にある行動原理も含めたもともいえる共同体や社会にも何らかの「クセ」

日常でよく使われる概念だ。特徴的なのは、の」として使っている。つまり、
『 個性』
とは、

が生まれるのではないか？国民性や県民性、そこに方向性があることである。我々は過去

「温度」
や
「時間」
と同様にバラバラの要素に校風、宗教などをそれで説明できる可能性はのことは覚えているが未来のことは覚えていしたのではその意味を失ってしまう、マクロあるのか？ヒトの進化とともに
『個性』
も進化

ない。
また、
片付けた部屋は（その後、片付けの概念であることがわかる。
また、一見バラするのか？こうした問いも次世代の『個性』
研なければ）未来に向けてどんどん散らかってバラに見える個々の要素（生真面目、外交究の対象となってくるだろう。
『個性』
とはかく

行く。かように「時間」については、記憶に基的、絵が上手など）
は、実はランダムに表出すも面白い研究対象である。

づいたり、
エントロピー（乱雑さ）に基づいたるのではなく、その人なりの「クセ」
に従って

次に
「時間」
について考えてみよう。
これもり、と複数の定義が可能となりそうだが、ここ連関して発現してくる。
その「ク

ではエントロピーについて考える。50の青玉

セ」、
言い換えれば「それぞれのと50の赤玉が入った二つの小部屋の壁を取要素の表出の背後にあるなん

り除くと、時間の経過と共に二種類の球は混

らかの 上 位 の 行 動 原 理 」をじり合うが、元には戻らない。発想を逆にす

我々が感じとった時に、我々はれば、玉の混じり具合から
「時間」
を定義する

その人の『個性』
を見出すのでこともできるだろう。この「時間」の解釈もあろう。
この「個々人の行動原

我々の日常的な感覚にマッチしている。
しか理と要素の発露」のことを、私し箱の中に青玉１つの世界を考えたらどうなは『個性』と呼びたい。

るだろう？そこでは過去や未来という時間を44

脳はブラックボックスであノム、経験や環境》などの違いが、《シナプスレ

個性の多層理解「個性創発脳」スライドを改変౼ણ৿৚ଡ଼୭୆‫؞‬ग़আ।ঀ঒

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