第5回
脳プロ公開シンポジウム

報告書2013 年 2 月 2 日（土）開催 / 学術総合センター
主催：文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」

開 催 に 当 た っ て

文部科学省では『社会に貢献する脳科学』の実現を目指し、社会への応用を明確に見据えた脳科学研究を戦略的に推進するため、脳科学委員会における議論を踏
まえ、重点的に推進すべき政策課題を設定し、その課題解決に向けて「脳科学研究戦略推進プログラム」
（
「脳プロ」
）
を平成20年度より実施しています。
脳プロでは、本事業による研究成果や活動について、広く一般の皆様に御理解を深めていただくとともに、多くの御意見、御要望を頂くことを目的として、毎年、公開
シンポジウムを開催しています。今回は、脳プロ開始から5年目を迎え本年度で終了する研究課題を中心に、その成果を御紹介するとともに、日本の脳科学研究の今後を考えるパネルディスカッションを行いました。
これらの講演や体験展示を通じて、本事業の成果や活動に触れていただき、幅広い御意見を頂けますと幸いです。
今後とも、皆様方の御支援・御協力を頂きますよう、よろしくお願いいたします。

開 催 日2013年2月2日
（土）

会

場

学術総合センター

主

催

文部科学省
「脳科学研究戦略推進プログラム」

参加人数

449名

目

次

開会挨拶

講

文部科学省 ………………………………………………………………… p01

演

基調講演 「基礎研究が支える脳科学 ̶日本発、世界へ̶」 ……………………… p02
中西 重忠 脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター
講演1「脳の機能を明らかにして、失われた機能を代償し、回復する」 ……… p04
川人 光男 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 脳情報通信総合研究所

講演2「BMI（※1）がリハビリテーションに新たな可能性を拓く」 ……………… p10
里宇 明元 慶應義塾大学 医学部 リハビリテーション医学教室

講演3「ウイルスベクター（※2）を用いた霊長類の神経回路機能解析」 ………… p16
伊佐 正 自然科学研究機構 生理学研究所

講演4「遺伝子改変霊長類を用いた脳研究の最前線」 ………………………… p22
岡野 栄之 慶應義塾大学 医学部 生理学教室

パネルディスカッション「日本の脳科学は世界を変えるか」 ……………………………………… p28
進行：立花 隆 評論家・ジャーナリスト 東京大学大学院 情報学環 特任教授

閉会挨拶

津本 忠治 脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター ………… p33

体験展示 ………………………………………………………………………………… p34※1 BMI：ブレイン・マシン・インターフェース。電気信号を使って脳（ブレイン）と機械（マシン）
を相互につなぐ（インターフェース）技術です。
※2 ウイルスベクター：ウイルスの特徴である「外来遺伝子を細胞に導入する性質」
を持った「遺伝子の運び屋」
です。
元のウイルスとは異なり、人体の害となる
「増殖性」
や
「毒性」
を持たないように開発されています。

開会挨拶

開会挨拶

藤木

完治（ふじき かんじ）

文部科学審議官

本日は、脳科学研究戦略推進プログラム
（以下、
「 脳プ

また、医療の側面から見てみますと、我が国では、国策とロ」と呼ぶ）
第5回公開シンポジウムに、
このように多くの方

して平成17（2005）
年より4疾患（がん、心疾患、脳卒中、に御参加いただき、心から感謝申し上げます。

糖尿病）への対策を推進してきました。
しかし、精神疾患を人はなぜ考えることができるのか、意識とは何なのか、患っている国民は300万人以上とも言われているため、昨精神疾患はどのようにして起こるのか、脳はなぜ創造的に

年医療計画が見直され、精神疾患を加えた5疾病が対象と発想できるのかといった 脳 と 精神、心 の問題は、近代なりました。昨年策定された「医療イノベーション5か年戦

科学で論じられる以前から続く人類最大の謎の一つです。

略」の中でも、精神疾患に対応していくためには脳科学研

これまで多くの優れた研究者がこの謎に挑んできまし究の推進が重要であると明確に書かれております。

たが、脳と心の働きは深遠であまりにも広範であるため、これらを踏まえ、人間性を尊重した社会作りのために一部分だけを見て全体像を論じるという状況でした。とこは、精神や心、それを生み出しているであろう脳の働きのろが20世紀後半になると、物理学、計算幾何学、分子生物問題の理解が必須と言え、脳科学研究はますます極めて学の進歩や、新しい計測方法、分析方法が開発されたこと重要な役割を担っていると考えられます。

及び、1990年に米国が20世紀最後の10年を「Decade

本日は、最新の脳科学研究の状況や戦略、研究成果をどof the Brain（脳の10年）」と定めたのを契機に、欧州でものように社会や医療に対し還元できるのかについてお話し

脳科学研究が盛んに推進されるようになり、全世界で 脳

いただき、
また、
パネルディスカッションでは、活発な議論とと 精神、心 の解明への期待が高まっていきました。

なることを期待しております。

当時、我が国でも、行政、多くの科学者共に、
脳こそが21

また、本日会場にお越しの小・中・高・大学生の皆様方に世紀の科学の最も重要な対象であるとの思いを抱いた、向けて、本日のシンポジウムを通じて脳科学研究は面白い

20世紀最後の10年ではあったと思います。そこで伊藤正と少しでも感じ、そして今後の将来を考える際に、脳の謎

男先生、金澤一郎先生、中西重忠先生といった最先端の研に挑戦しようと考えていただける方がいらっしゃれば本当究者の方々と、脳科学研究にどのように取り組むべきかのにありがたく思います。本日は脳以外の様々な分野の専熱い議論を交わしたことを思い出します。その際に取りま門家もお越しのことと思います。異分野の交流こそ、新しとめられた 脳科学の時代 という報告書を受け、「脳科学

いひらめき、新しい発想、そしてイノベーションにつながる研究開発の戦略目標タイムテーブル」が策定され、様々な大事な機会ですので、ぜひ本シンポジウムを活用していた脳科学研究の支援プログラムが立ち上がりました。我が国だければと思います。

における脳科学研究の戦略的推進の幕開けです。我が国

脳の研究は、国民の皆様方の御理解と御支持があって初の脳科学総合研究機関として理化学研究所内に設立さこそ推進できるものと考えております。

れた脳科学総合研究センターも、脳科学研究推進体制の最後に、日本の脳科学研究が大いに発展するとともに、整備の一つであり、脳プロも元を辿ればこの脳科学研究

その中から医療や社会へ還元されるイノベーションがたくの支援プログラムの発展系と言えます。

さん出されること、そして社会に元気さがみなぎってくる

その後の脳科学研究を取り巻く環境の急速な発展もあような成果が、脳科学の分野から得られることを心から祈り、脳科学研究は飛躍的にスピードアップしました。
しかし、

念いたしまして、開会の御挨拶とさせていただきます。

脳 と 精神、心 の領域は、まだ未知の領域の方が多いのが現状だと思います。

01基調講演 基礎研究が支える脳科学 ―日本初、
世界へ―

中西

重忠（なかにし しげただ）

脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター
《略歴》
1966年 京都大学医学部卒業。1971年 京都大学大学院医科研究科修了、米国国立衛生研究所客員研究員。
1974年 京都大学医学部助教授。1981年 京都大学医学部教授。1999年 京都大学大学院生命科学研究科教授を併任。2005年4月より公益財団法人大阪バイオサイエンス研究所 所長。

脳プロの目的指す研究です。課題Cは、
ヒトの脳と類似した高次な脳機能
本シンポジウムを始めるに当たって、脳科学研究戦略を持つ霊長類を対象に、最新の遺伝子工学を用いて、脳科推進プログラム（脳プロ）について簡単に御説明させてい学研究に役立つ霊長類モデル動物の開発を目指す研究でただきます。我が国は、高齢化社会、また非常に複雑化しす。最終的には、これらの研究開発を通して、精神・神経疾た時代を迎えています。脳プロは、現代社会が抱えてい患の原因解明や予防・治療法の基盤を構築し、医療・福祉

る様々な問題を脳科学の観点から克服することを目標に、のみならず、国民の生活の質（QOL）の向上に寄与するこ「社会に貢献する脳科学の実現」
を目指し、社会への還元とを目的としています。

を見据えた脳科学研究を推進しています。平成20年に開始した課題A、B、Cを皮切りに、現在、A〜Gの七つの課題

ヒトの脳機能解明に向けてがそれぞれ研究を進めています（図1）。
次に、私がプログラムディレクターを務めています課題

1980年頃からの遺伝子研究の急速な進展により、生命

A、B、Cについて御説明します（図2）。課題A、Bは、脳情報現象の多くは分子レベルで解明されつつあり、
また、近年の計測により脳のメカニズムの理解を深め、それに基づいの遺伝子工学、分子生物学の発展により、脳の機能分子もて脳機能をサポートし、身体機能の回復・補完を可能とす明らかにされ、この面からの脳機能の理解も飛躍的に進る「ブレイン・マシン・インターフェース
（BMI）
」
の開発を目

みました。記憶・学習・不安・恐怖・感覚・運動などの脳機能脳科学研究戦略推進プログラムの概要● 現代社会が直面する様々な問題の克服に向けて、脳科学に対する社会からの期待が高まっている。
（例 アルツハイマー病など認知症患者数：約200万人、うつ病などの気分障害患者数：約104万人、
自殺者数：毎年約3万人）● そのため、『 社会に貢献する脳科学』の実現を目指し、社会への応用を見据えた脳科学研究を戦略的に推進する。

社会脳

生涯
健康脳

健康脳

神経情報
基盤

脳の情報を計測し、脳機能をサポートすることで、身体機能を回復・補完する技術を開発

課題D（H21-）

社会性障害（自閉症、統合失調症等）の解明・診断等に資する
先導的研究

社会的行動を支える脳基盤の計測・支援技術の開発

課題E（H22-）
心身の健康を維持する脳の分子基盤と環境因子

うつ病や睡眠障害、認知症等の予防・治療法に資する基礎・基盤研究

課題F（H23-）
精神・神経疾患の克服を目指す脳科学研究

課題C（H20-24）

遺伝子工学を駆使し、脳科学研究を飛躍的に向上させる
モデル動物を世界に先駆け開発

独創性の高いモデル動物の開発

課題G（H23-）
脳科学研究を支える集約的・体系的な情報基盤の構築

複雑かつ多階層な脳機能を解明するために、脳の多種類・多階層情報を集約化・体系化した技術基盤を構築

これらの研究開発を通して、精神・神経疾患の原因解明や予防・治療法の基盤を与え、医療・福祉のみならず、国民の生活の質の向上に寄与
図1

脳科学研究戦略推進プログラムとは

02

脳科学の基盤基盤
技術開発

課題A・B（H20-24）
ブレイン・マシン・インターフェース
（BMI）
の開発

社会への応用を見据えた研究

情報脳

基調講演

課題A・B：BMIの開発

課題C：モデル動物の開発

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）とは、脳の情報である電気信号を取り出し、利用することで、脳（ブレイン）
と
機械
（マシン）
をつなぐ
（インターフェース）技術のことです。

モデル動物とは、研究に有用な動物のことです。モデル動物の遺伝子を人工的に操作し、その影響を調べることによって、遺伝子本来の働きや疾患の解明、更には治療法の開発を進めようとしています。

研究項目
研究項目

● 運動出力型BMI： 侵襲型、非侵襲型● 感覚入力型BMI： 人工内耳、人工視覚、人工触圧覚等● 革新的な高次脳機能研究への展開に有用な霊長類モデル動物の開発● 直接操作型BMI： 脳深部刺激、脳表面の刺激、非侵襲的な刺激● BMI要素技術の開発● トランスジェニック マーモセットの開発● 脳内情報の解読にかかわる技術● ウイルスベクター等による中枢神経系への

図2

遺伝子導入

技術等の開発● 双方向信号制御技術

課題A、B、Cの研究項目

は生存に必須であり、これらの神経系の構成やメカニズム

日本発の新しい技術による脳科学研究の未来

は、様々な動物種において共通です。これまでに、マウスなどのげっ歯類を対象とした研究で、これら動物間で共通の脳機能の機構に関しては、遺伝子・細胞・ネットワーク・個

我が国は、ロボットを初めとした工学的な新技術の開発

体、全ての階層において理解が可能となってきました。まに関して世界の先端を進んでいます。脳科学とこれらの情

た、マウスの脳機能のうち、動機・意欲・注意力などの精神

報工学、機械工学技術を融合・活用することにより、脳機能活動もある程度解析が可能ですが、感情・思考・意識・言語・の解析や身体機能の回復・補完を推進する目的で、脳プロ

コミュニケーション・利己的な行動・利他的な行動といった課題A、BではBMIの研究に取り組んでいます。現在、運動ヒトに特徴的な高次な精神活動を解析することは極めてを回復・補完するBMIの開発や、視覚系の補助、あるいは

困難で、例えば、マウスの喜びや悲しみを動物行動学的に脳情報の解読によってその脳情報をコントロールするよう解析することは非常に難しいと言わざるを得ません。

なBMIの開発も進めています。

また、ヒトの脳疾患は、機能的な障害が長年にわたるこ

また、近年、大量の遺伝子シークエンス
（配列）
解析の迅

とで発症する例も多いため、発達・成熟・老化の各時期にお速化と、情報工学の進展による大規模データの処理技術

ける破綻と、それによる精神・神経疾患、複雑な社会におけが進み、今までは難しかった遺伝的な素因の解析が可能

る環境因子による問題等を、約3年しか生きられないマウとなりました。脳プロ課題Cでは、最近の進歩を踏まえ、新スで解析することは難しいという問題があります。さらに、

たなトランスジェニックによる遺伝子導入や、ウイルスベク

前述の通り、マウスでは高次脳機能の解析が難しいため、ターを用いた遺伝子改変技術の開発を進め、世界で初め精神活動・社会活動に障害を来す疾患の解明及び新たなて遺伝子工学的な手法を霊長類へ適用することに成功し診断・治療・予防の開発には、
ヒトの高次脳機能を対象にしました。これらの成果により、霊長類による遺伝子研究がた研究の支援が必要となります。

今後更に発展していくと期待されます。
こういった研究が進むことにより、脳情報の原理を解明す

ヒトを対象とした研究では、近年、機能的磁気共鳴画像ることも可能になると考えています。

法（fMRI）
やポジトロン断層撮影法（PET）といった、非侵襲
的（生体に傷害を与えない）
手法で脳機能を解析する技術
が大きく発展しました。
しかし、個人間での変化の差異や解おわりに像度の問題から、相関関係を示すことはできても、本当に脳の機能を表しているのかどうかという因果関係を明らか

BMIの開発及び霊長類モデル動物の開発は、共に世界にするには、なお多くの問題が残されています。そこで、我をリードする先端的な研究として進んでいます。その特徴が国独自の新技術を開発し、複雑な高次脳機能を解明すを最大限に利用し、日本の研究から新しい脳科学研究、あるいは脳疾患の研究を進め、今後、社会への還元に至るよることを目的として、脳プロ課題A、B、Cが発足しました。

うな基礎研究を進めていければと思います。
今年度で課題A、B、Cの3課題が5年間のプログラムを終了しますが、これまでに多くの重要な研究成果が報告されてきました。本日は、その中から代表的な成果を4名の研究者にお話しいただきます。

03

講演 1

脳の機能を明らかにして、失われた機能を代償し、回復する

川人 光男（かわと みつお）
（株）国際電気通信基礎技術研究所（ATR）脳情報通信総合研究所

所長・ATR フェロー

《略歴》
1976年 東京大学理学部物理学科卒業。1981年 大阪大学大学院博士課程修了。同年助手、1987年 同講師。
1988年 ATRに移る。2003年よりATR脳情報研究所所長、2004年 ATRフェロー、IEICEフェロー。2010年より現職。

●ブレイン・マシン・インターフェースは、失われた機能を代償・回復する、システム神経科学の応用分野です。

Point ●50年間にわたる基礎研究の積み重ねの末、現在は応用研究とその成果が花開いています。
●患者さんのコミュニケーションを助け、精神・神経疾患を治療することが可能になります。

されています。

BMI 研究とは

まず、米国の研究成果を御紹介いたします。ブラウン大
本日は、脳の基礎研究がどのような形で社会に貢献す

学のDonoghueらのグループは、脊髄損傷で首から下がるかについてお話しします。ブレイン・マシン・インター

全く動かない患者さんの大脳皮質に、4×4mmの非常に

フェース
（以下、
「BMI」
と呼ぶ）
について医療行為を中心に

小さな剣山型の電極を埋め込む慢性臨床治験を2004年

定義しますと、脳の感覚・中枢・運動機能を電気的な人工頃から始め、患者さんの意思でコンピュータのカーソル、

回路で補綴・再建・増進するものであると言えます。SF映あるいはマウスのボタンクリックをコントロールできたと画のおとぎ話のように聞こえるかもしれませんが、人工感いう成果が2006年に英国科学誌「Nature」の表紙を飾り覚型のBMIに関しては、実は1980年代から人工内耳が実ました。

用化されており、既に世界で数十万人の方が聴覚を回復

一方、我が国では、平成20年度より開始された脳科学研

医療を革新する〈リハビリテーション〉
慶應大 里

宇

〈皮質脳波〉

神経科学を革新する
研究開発

大阪大 吉

峰

〈解読と制御〉
ATR 川

人

ATR 神

谷

革新的なBMIを支える
基礎研究〈データベース〉〈動物実験〉

革新的な機器開発を目指して

NINS 南部

NINS 西村

新潟大 長谷川〈義手・外骨格ロボット〉
ATR 森
電 気
通信大

本

横

井

東工大 小

池

〈非侵襲型脳活動計測〉
島 津
製作所

井

上

〈マルチ電極〉NICT 鈴図1

脳プロ課題Ａ 研究体制

04

木

NINS：自然科学研究機構
NICT：情報通信研究機構

パネルディスカッション
講演1

究戦略推進プログラム（以下、「 脳プロ」と呼ぶ）の課題B・いうことが分かりました。これは、米国などで開発されてい大阪大学の不二門尚教授と奈良先端科学技術大学院大学

る侵襲型BMIとは異なり、非常に大きな強みです。ただし、の太田淳教授らが、米国やドイツとは異なった電極の置き

患者さんの後頭部からワイヤが出ており感染症などの危方で非常に安定した人工網膜の開発を進めており、実用化

険性があることから、引き続き、大阪大学・ATR・情報通信の一歩手前まで来ています。また、課題Aで取り組んでい研究機構等が協力し、全てのコンポーネントを体の中に埋る、失われた運動機能やコミュニケーション機能を回復す

め込むことができる装置を開発してきました。無線や電池る研究も大変進んでおり、大阪大学・慶應義塾大学は臨床

はお腹の中に、アンプの部分は頭蓋骨の中に、そして電極

応用、電気通信大学・情報通信研究機構・島津製作所・東京

は脳の表面に置くシステムを開発し、自然科学研究機構で工業大学はロボットや電極、非侵襲の脳活動計測システム

実際にサルに埋め込み、数日間にわたって脳の活動が計測を開発しています。自然科学研究機構と新潟大学では、サできることを一昨年に確認しました。現在、このシステム全ルやラットなどの動物実験の面からBMIの開発を支援して体の小型化の開発を進めています。

いただいています（図1）。

慶應義塾大学の里宇明元教授、牛場潤一准教授らのグ

大阪大学・電気通信大学・ATR共同で開発してきた低侵ループでは、手や指といった上肢のBMIリハビリテーショ

襲型皮質脳波BMIは、脳外科の手術は必要ですが、脳そのンの研究を行っています。また、ATRの森本淳室長らのグものに針電極を刺すことはなく、脳の表面にシート状の脳

ループは、脳卒中で歩けない、あるいは姿勢も維持できな波電極を置いて脳活動を計測します。そこから得られた情い下肢麻痺の方のために、全体重を支え、その方の脳活報を読み取ることで、義手ロボットの肩や肘の制御、さらに動に基づいて運動制御できる外骨格ロボットを開発し、村物をつかんで離すといったようなことが可能になりました。

山医療センターで昨年患者さんへの臨床試験が行われま

この方法は、米国で開発されている、脳に直接電極を刺す

した
（図2）
。

方法
（侵襲型）
に比べて電極の安定性が非常に良く、サル

さて、これまで御紹介したBMIですが、成功した理由をでは2年近く電極が維持されます。ヒトでの研究でも、埋設考えてみますと、大きく三つあると考えられます。一つ目

している間は安定して脳活動を計測でき、初回に設定したは、これまでに積み上げられた神経科学の生物学的な知

ロボットアームへのプログラムを、再度設定することなく、識です。これにより、運動制御をしようと思えば、大脳皮質

4日後にも全く同じ設定でロボットアームを制御できるとの運動野から記録を取ってくることになります。二つ目は、病院でのリハビリテーション

自宅での自立支援とトレーニング

麻痺の回復による
生活の質
（QOL）
の向上

機能代償
（100%アシスト）

機能回復（0%アシスト）

自律制御技術を基盤とした機能代償から機能回復へのシームレスなアシスト制御の実現を目指す
図2

外骨格ロボットを使った運動支援の今後：脳信号による制御

05中西先生もお話しされた通り、工学のIT技術の発展、特さらに、スパース推定のデコーディング技術を応用するに、デコーディング技術（脳の信号をコンピュータで解析ことで、精神疾患の一つである自閉症について、病気にかすることにより、脳の中でどのような情報が表現されていかっているかどうかを判別することもできることが分かっるかを解読する技術）の進歩です。三つ目は、デコーディてきました。これは、昭和大学と東京大学との共同研究とング技術で読み出した情報をもう一度視覚や聴覚あるいして取り組んでいます。まず、自閉症の患者さんと健康なは報酬で患者さんにフィードバックし、脳の中の回路を組方の、何もしないでぼうっとしている時の全脳の脳活動をみ替えるというニューロフィードバック技術の進歩です。

計測します。次に、解剖学的に脳の中に93個の領域を定

デコーディング技術やニューロフィードバック技術は、今

義して、その領域間の機能的な結合を脳活動の信号の時

後、精神・神経疾患の診断や治療方法にも応用できるので間相関で決定します。200人弱のデータで93領域を決めはないかと考えています。

ますと、各領域の結合の数は、93×92÷2で、約4,000個の結合が得られます。この約4,000個の結合の強さにおデコーディング技術の応用と可能性

いて、少ない数の特徴を抽出することで、その方が自閉症

ATRの神谷之康室長らのグループの成果に、
ヒトの脳と、僅か200人のデータでは見付け出すのは難しく、1万かどうかを判別できます。
しかし、4,000個も結合がある
活動を非侵襲に測定する機能的磁気共鳴画像法（以下、人から10万人のデータが必要になります。そこで、
スパー「fMRI」と呼ぶ）という計測方法を使用したデコーディン

スデコーディング技術を用いると、4,000個の中から本当グの開発があります。私たちの大脳の後ろの部分では視に大切な結合を絞り込むことができ、自閉症か健常者か覚情報が処理されていますが、その領域のfMRIの信号を診断するには僅か21個の結合で十分であるということをデコーディング手法で読み取ることによって、被験者がが分かりました。

見ている白黒の画像あるいは文字をその方の脳活動パ

これまで、自閉症の方は領野間の結合が弱いのではな

ターンから画像として復元することができました（図3）。

いかというアンダーコネクティビティ仮説が有力でした

ただ、この画像は10×10画素の白黒画像ですが、一人のが、スパースデコーディング技術により、その仮説は支持

ユーザーからはたかだか400枚ぐらいしか獲得できませ

されず、全体としては抑制性結合に偏っているという特徴

ん。ところが、実際はどれだけの画像の可能性があるかが明らかとなりました。また、健常者との違いが見られたというと、100画素の一つずつが白か黒の二つの状態を領域として、運動制御や強化学習と関わりのある小脳や大持ちうるので、2の100乗、大体、10の31乗通りもありま

脳基底核という部位がかなり含まれていることが明らかす。ですから、10の31乗の組み合わせを僅か400枚からとなりました。

当てなければなりません。そこが非常に難しいのですが、次に、このスパースデコーディング技術を用いた判別のそれを神谷室長らは、モジュラーデコーディングという神

正確さ（診断オッズ比）を出してみると、13.5になりました。

経科学の知識と、本当に大切な情報だけを取り出してく

これは、非常に高い値です。例えば、2009年の「Nature」

るスパース推定というIT技術を使って解決したわけです。

に、ゲノム上に存在する一塩基多型を網羅的に調べ、自閉ITの分野の進歩は非常に速く、カリフォルニア大学の西症の発症との関連を解析したゲノムワイド関連解析研究

本らが関連した技術でカラー動画を推定することに成功が報告されており、そこに出てくる、一番性能が高い一塩しています。また、脳プロにおいても、神谷グループは今

基多型を用いても、診断オッズ比は1.19でした。

年、夢に出てきた画像を予測判定することに成功しました。

また、私たちは、測定機器も実験プロトコルも全く異な（Horikawa et al, Science, 340（6132）: 639-642,

る3か所で測定したfMRIのデータから、約8割の判別率で2013）

自閉症の方かそうでないかを予測することができるように被験者に提示している画像・文字

被験者の脳活動により再構成された画像・文字

Miyawaki et al, Neuron 60（5）: 915-929, 2008

図3 モジュラーデコーディングとスパース推定によるfMRIからの視覚像再構成

06

講演1

なりました。さらに、米国で測定されたデータに対し、66%やパーキンソン病の治療に有効であることを示す研究結の正答率で判別を行うこともできました。これは、太平洋、果が報告されるようになってきました（図4）。

人種、国を超えた完全な汎化です。このような方法により、

私 た ち は 、脳 の 中 の ある領 野とある領 野 の 結 合 を疾患の判別に非常に貢献する結合を選定することが可能

ニューロフィードバックで変更できるのではないかと考となったことから、
これから新たな科学的な知見、更には新え、健常な被験者の方に、デフォールトモードネットワーク

しい治療法を生み出すことができると考えています。

と呼ばれるネットワークの一つの領野と運動野の間の機能的な結合を点数として戻して、「この点数を上げてください」という訓練課題を4日間にわたって行いました。そうニューロフィードバック技術

すると、最初は負の相関をしていた二つの領野間の結合
次に、ニューロフィードバックに話題を変えたいと思いが、4日間の訓練後には正の相関をするようになりましたます。この10年間に、ニューロフィードバックが慢性疼痛（図5左）。また、ニューロフィードバック訓練を行った被験

Weiskopf et al, NeuroImage 19（3）: 577-586, 2003

図4 ニューロフィードバックによる神経疾患の新しい治療方法

訓練開始直後
8

安静時

4

想起課題中

（点）
35

4日間の訓練終了時
8

安静時

想起課題中

r=−0.31

r=0.62（負の相関）（正の相関）

4

30

0

0

−4

−4

−8

−8

スコア

ボールド信号強度

25

ニューロフィードバック訓練群
偽フィードバック群
コントロール群＊＊P＜0.05（vs 1日目）
n.s. 有意差なし

20
15
n.s.

10

運動野
外側頭頂野

−12
0

10

20

時間

n.s.

5
−12
30
（秒） 0

0
10

20

30
（秒）

時間

−5

1

2

3

4 （日）
（福田めぐみ、今水寛）

図5 ニューロフィードバック訓練による領野間の結合変化

07

者群においてのみ、二つの領野間の結合が統計的に有意にニューロフィードバックするだけで、意識せずに学習がに変化していました（図5右）。これは、デフォールトモード

できるかどうかを調べました。

ネットワークの中に含まれる外側頭頂野とタスクポジティ

被験者にはフィードバック訓練とその前後に視覚テスト

ブネットワークに属する運動野間の最初の負の相関を、被を行ってもらい、フィードバックによる学習効果を確認し験者は自分の意思で正の相関に変えることができたとい

ました
（図6）
。また、
フィードバック訓練としては、「自分のうことになります。実は、この2領野間の結合変化というの脳活動を操作して、このフィードバックの報酬信号を大きは、ニューロフィードバック訓練後、2か月間にわたって安くしてください」と指示しました（図7）。その時、被験者の静状態でも、デフォールトモードネットワークと運動制御

fMRI脳活動を第一次視覚野、第二次視覚野から取り出し、のネットワーク全体にも広がり、保持されるということが脳活動がある傾きの縞模様を見ている時に近くなると、よ分かりました。

り大きいフィードバック（報酬信号）
を与えるということをまた、ニューロフィードバックは、2領野間の結合の変繰り返すと、
この訓練した方位についてのみ知覚の課題

更だけでなく、特定の領野のボクセルの空間パターンをの成績が上がりました。つまり、第一次及び第二次視覚皮変えることにも使われます。知覚学習が脳の中のどこで質の脳活動は、視覚知覚学習を引き起こすのに十分であ行われているかに関して15年間の論争がありましたが、り、かつ、視覚意識も視覚刺激もなしに、学習が起きると私たちはそれを解決するために、デコーディッドニューロ

言えます。

フィードバック法という技術を考案し、視覚刺激を与えず

視覚刺激提示

事前
視覚テスト

方位報告

視覚テスト方法
被験者は視覚刺激として提示された縞模様の方位を報告する。
fMRIフィードバックがそのテスト成績にどう影響するか検討する。

fMRIデコーダ
作成

インダクション
(fMRIフィードバック)

これらから、脳活動の変化により、行動が引き起こされ300ミリ秒

方位：3方向、S/N比：4パターンの縞模様を用いて、正解率を求めた。

時間

方位
10度

70度

130度

S/N 比
事後
視覚テスト

低い

高い
Shibata et al, Science 334（6061）: 1413-1415, 2011

図6 デコーディッドニューロフィードバック法による知覚学習

事前
視覚テスト

被験者に提示された視覚刺激
脳活動の操作訓練方法

フィードバック（報酬信号）

fMRIデコーダ
作成

被験者は、縞模様を見たときの脳活動がターゲット方位とどれだけ近いか（尤度）を報酬信号として
円 の 大きさでフィードバックされ、報酬信号を大きくする訓練を行う。

時間
ターゲット方位インダクション
(fMRIフィードバック)
デコーダ
事後
視覚テスト

61%
（尤度）

第一次・第二次視覚野

脳活動から報酬信号を決めるシステム

図7 デコーディッドニューロフィードバック訓練

08

Shibata et al, Science 334（6061）: 1413-1415, 2011

講演1

たということが示され、脳活動=原因、行動=結果という、患の全く新しいタイプの治療法として、BMI技術が使える

因果関係が証明されたことになりました。また、脳活動をのではないかと考えられるわけです。その治療法とは、
ま操作することにより、行動を制御する方法論として、
とてもず、fMRIデータにバイオマーカーとしてのスパース・ロジ

重要な技術であると考えています。

スティック・リグレッションの判別器をリアルタイムに適用して、ある時点での脳内ネットワークが自閉症型か、あるいは健常型になっているかを数値化します。この数値を被BMI の精神・神経疾患への応用

験者に提示して、被験者はなるべく自分が作り出す健常
私たちは、BMIの技術を使って、失われた運動やコミュパターンが継続するように努力してもらうという治療法でニケーション能力を代替・補償することに既に成功していす。例えば健常者を100点、典型的な自閉症者をゼロ点とます。デコーディッドニューロフィードバックあるいは結合

して今80点にある患者さんに、80点を継続するように努

ニューロフィードバック技術により、長期間にわたって行力していただくと、患者さんの脳のネットワークがより健動と脳内ネットワークが変更可能であり、スパース推定の常型に近づくのではないかと考えられます
（図8）
。私は、
こ

方法を用いて、自閉症の患者さんと健常者のバイオマーのような構想で、
これからさらに、過去5年間の脳プロで得カー（生物学的指標）
を信頼度高く構築できます。また、脳られた成果を発展させていきたいと考えています。

卒中の患者さんの治療を助けるということにも成功して御清聴、どうもありがとうございました。

います。これらのことから、
これからは、精神疾患や神経疾

fMRIデータにリアルタイムでバイオマーカー（SLR判別器）
を適用し、ある時点での脳内ネットワークのASD-HC状態を数値化し、被験者に呈示して、健常パターンを誘起してもらう助けにする⑥フィードバック08
0
8①EPI撮像Score〜②画像再構成（リアルタイムで出力）

1
1+exp（−βCw）
⑤得点化

時

間

列

（健常者に近いほど高得点）

デ

ー

タ

④結合強度算出③平均波形抽出

図8 デコーディッド結合ニューロフィードバックの精神疾患治療への応用可能性

09

講演 2

BMIがリハビリテーションに新たな可能性を拓く

里宇 明元（りう めいげん）
慶應義塾大学医学部リハビリテーション医学教室 教授《略歴》
1979年 慶應義塾大学医学部卒業。1984年 米国ミネソタ大学リハビリテーション科レジデント研修。1987年
日本リハビリテーション医学会リハビリテーション科専門医取得。1989年 医学博士号取得（慶應義塾大学）。
2002年 慶應義塾大学医学部助教授。2004年より現職。2008-2012年 日本リハビリテーション医学会理事長。

●革新的医療技術の実用化は、肢体不自由者の生活の質（QOL）の向上と社会参加のために重要です。

Point ●脳波BMIにより、インターネット上の仮想世界のキャラクターを操作することに成功しました。
●BMIリハビリテーションにより、重度上肢麻痺の回復が得られる可能性が示されました。

私は、
リハビリテーション医学を専門としている臨床家

機能代償型ＢＭＩの立場から、リハビリテーション（以下、「リハビリ」と呼ぶ）
最初に、機能代償型BMIの応用例についてお話ししまに新たな可能性を拓くブレイン・マシン・インターフェース®
・ラボ社開発）というインす。セカンド・ライフ（米リンデン

（以下、
「BMI」
と呼ぶ）
の開発に取り組んでまいりました。
本日は、
まず慶應義塾大学におけるBMI研究の概要を、

ターネット上の仮想世界では、自分に成りすましたキャラク

次に、体が不自由な方の失われた機能を補うためのBMI

ターを操ってショッピングやチャットなどをバーチャルに楽（機能代償型BMI）及び上肢（腕や手）の麻痺の回復を促しむことができますが、そこで、我々の開発した脳波BMIすためのBMI（機能回復型BMI）でこれまでに得られた成を用いることで、手足の不自由な方でも楽しんでいただく

果を御報告し、最後に、現在進行中の研究について御紹介ことが可能となりました。通常はキーボードで操作します

します。

が、手足が不自由な方の場合は、頭皮上の脳波を読み取ってキャラクターを動かします。足を動かすイメージをするとキャラクターが前進し、左手を動かすイメージで左に、右慶應義塾大学におけるＢＭＩ研究

手を動かすイメージで右に曲がります（図1）。実際の様子先ほど川人先生がお話しされたように、課題Aはそれぞを映したビデオを御覧ください。

れの研究機関が独立して成り立っているものではなく、全《ビデオ上映：筋ジストロフィーにより手足がほとんど動国の研究機関が連携して研究に取り組んでおり、我々の研かない方がBMIを使ってキャラクターを動かし、別のキャ

究も、基礎研究、技術開発の面からサポートしていただき

ラクターと交流することができました》

ながら進めてまいりました。また、当大学は医学部と理工

このように、脳波BMIによりインターネットを楽しんでい学部の密な医工連携が日常的に可能であるという特徴がただくこともできますし、
エアコンやテレビのスイッチをオあり、双方がペアを組むことでお互いの強みを生かした研ン・オフするなど、環境制御への応用も可能になっていくと究を展開しています。

考えられます。

課題Aが開始された2008年からの5年間の我々のグループにおける成果を御紹介いたしますと、まず機能代

機能回復型ＢＭＩ

償型BMIでは、脳波を読み取るBMI技術を使ってインター
ネット上の仮想世界のキャラクターを操作することに成功

次に、機能回復型BMIについてですが、現在、このBMIしました。また、同様に脳波BMIを用いて、「手を開け」と念の対象は脳卒中の患者さんです。脳卒中の代表的な症状

じると手に装着した電動装具が駆動し、手が開くという技は麻痺で、一般的に損傷された脳と反対側の手足に麻痺術を開発しました。機能回復型BMIでは、重度の上肢麻痺（片麻痺）が起こります。我が国における脳卒中患者数はで筋肉の活動も得られないような方にBMIを用いたリハ

約300万人で、そのうちの半分の方に麻痺が残ります。そビリを行い、筋活動を誘発させることに成功しました。これの麻痺患者さんのうち、歩行が可能になる方あるいは自は、麻痺そのものを回復させる技術としてリハビリの新境

立した日常生活を送れる方が約60%いらっしゃいます。と地を開くものと期待されています。

ころが、手を実用的に使えるようになる方は20%にすぎません。その意味で、麻痺した手が実用レベルまで回復することは困難と考えられており、これまでのリハビリでは、利

10

講演2

「セカンド・ライフ ®」の世界を BMI で楽しむ
セカンド・ライフ ® とは…
インターネット上に存在する仮想世界で、自分に成りすましたキャラクターが、バーチャルにショッピングを楽しんだり、
セカンド・ライフ ® に参加している
世界中の人たちと交流したりすることができます。

被験者がイメージした時の脳波を頭皮上から読み取ってキャラクターを動かします（脳波BMI）。
これにより、
手足の不自由な方でもセカンド・ライフ ® を楽しんでいただくことが可能となりました。
被験者の運動イメージ

動き

脳波解析画面

セカンド・ライフ

足を動かすイメージ ⇒ 前進
左手を動かすイメージ ⇒ 左回転
右手を動かすイメージ ⇒ 右回転
無思考 ⇒ 停止

図1

被験者

脳波BMIによる、インターネット上のキャラクターの操作

き手が不自由になったらもう片方の健側の手を使う練習をしたり（利き手交換）、両手で行っていたことを片手で行っ
携帯型電気刺激装置

たりなど、代償的なアプローチが中心でした。ところが、近年の神経科学研究の知見によると、大人になった脳にも可塑 性＊があるということが分かり、麻痺そのものの回復を促すアプローチに注目が集まってまいりました。
上肢麻痺に対する様々な治療方法の効果をまとめた報告によると、上肢全体の機能に関しては、麻痺していない
手を使いにくくして麻痺手の使用を促す抑制療法や、運動
手関節装具

イメージ、
ロボット療法などは少し効果があることが明らかにされています。一方、手指の機能に関しても様々な治療● 携帯型電気刺激装置と手関節装具の組合せにより麻痺法がありますが、
どれもあまり効果は得られていません。

手を回復

手指の機能の回復はなかなか困難で、何らかの打開策が● 既に150例以上の臨床経験必要だと感じた我々は、麻痺手に対するアプローチとして● 麻痺の改善、日常生活における使用の増加、脳の可塑性

HANDS（Hybrid-assistive Neuromuscular Dynamic

誘導を確認

Stimulation）療法（図2）という治療法を開発しました。こFujiwara et al, Neurorehabil Neural Repair 23（2）: 125-132, 2009
Shindo et al, Neurorehabil Neural Repair 25（9）: 830-837, 2011

れは、手の治療 からHANDS（ハンズ）と名付けました。片麻痺になると、指を固く握りしめてしまい、手を開けなくな

図２ 麻痺手の回復を促す ＨＡＮＤＳ療法

ることがあります。このHANDS療法は、電気刺激により筋＊脳の可塑性…例えば、脳のある領域が損傷した場合に他の領域が機能を代償したり、経験に応じて変化したりするなど、脳が再構成し順応していく性質。

11

肉の力を補助し、麻痺手の回復を促す治療法です。麻痺し
1：重度上肢麻痺患者への BMI リハビリシステムて弱くなった筋肉の皮膚表面に電極を置き、頭の中で指を開こうとイメージした時の筋活動を電極が感知すると、電気刺激により筋肉が収縮し、手が開きます。患者さんに電②脳波が検出され ると、★ のカーソルが画
面左から右へと動く

BMI

気刺激装置と手首を固定する装具（手関節装具）
を組み合

電極
①
指を伸ばす
ことを
イメージ

わせたものを1日8時間装着していただき、リハビリの時だ
けでなく日常生活でも積極的に手を使う習慣をつけていただきます。そうするうちに少しずつ手が使えるようにな
る、
そのような療法です。
それでは、発症から約3年経過した片麻痺の患者さんに③
うまくイメー
ジ ができると、★ が 青 い
エリアに移動HANDS療法を3週間行っていただいた時のビデオをお見せしたいと思います。
《ビデオ放映：治療前では積木をつかんで運ぶことができませんでしたが、治療後はできるようになりました》④
電動装具が駆動し、手指が伸展

通常、発症から数年経過すると回復が難しいと考えられていますが、HANDS療法により3週間で 指でつかむ・離す
電動装具

動作が行えるようになりました。既に我々は150例以上の臨床経験があり、麻痺の改善、日常生活における麻痺手のShindo et al, J Rehabil Med 43（10）: 951-957, 2011

使用の増加及び脳の可塑的変化を報告しております。

ＢＭＩリハビリによる重度麻痺の治療
HANDS療法は、微弱でも手を伸ばす筋肉の筋電が必要となるため、完全麻痺と呼ばれる筋電が記録できない方には実施できません。遠方から来ていただいたにも関わら

2：脳波の結果
リハビリ前

時間周波数

（Hz）
50

んもいらっしゃいました。その後、脳プロが開始され、BMI技術を完全麻痺の方の治療に応用できるのではないかと考え、新たにBMIリハビリシステムを開発しました（図3-1）。
これは、筋電が記録できないような重度上肢麻痺の方を

リハビリ後

（Hz）
50

40

40

30

30

20

20

10

10

（μV2）

Power

ず、残念ながら対象外ですと言わざるを得なかった患者さ

100
50
0

● リハビリにより、脳波変化が起こりやすくなった対象とした、脳波BMIと電動装具を用いた治療法です。まず、患者さんの頭皮に電極を付け、運動感覚野から脳波を

3：筋電図の結果測定します。患者さんには、コンピュータの画面を見なが

リハビリ前

（μV）
100

リハビリ後

（μV）
100

振幅

ら指を伸ばすことをイメージしていただきます。すると、脳波に変化が現れます。その変化を画面中の星型のカーソルの動きが表しており、指を伸ばすイメージが成功すると、

0

この星型カーソルが青い部分に移動します。そして、
この

2

4

6

8

10
（秒）

0

2

4

時間

脳波の変化をコンピュータが検出すると、麻痺手に装着し

6

8

10
（秒）

時間

● 世界で初めて BMI リハビリにより筋活動を誘発可能なた電動装具が駆動され、手を開きます。このようにして、患ことを実証

者さんは脳波の変化を見ることにより自分がうまくイメー
4：fMRI の結果ジできているかどうかを視覚的に理解でき、さらに、装具

リハビリ前で手が開くことで体性感覚のフィードバックも得られるた

リハビリ後
前頭部

め、脳に良い変化がもたらされるのではないかと考えています（ニューロフィードバック）。図3-2を御覧いただきますと、リハビリの前と後では脳波に変化があることがお分りいただけると思います。赤いバーは、指を伸ばすイメージ

後頭部をしている時間を示しており、リハビリ前は指を伸ばすイ● fMRI でも脳の可塑的変化が観察

メージをしても脳波にあまりはっきりとした変化が見られませんが、リハビリ後は、はっきりと赤く色が変わっていま

図３ 機能回復型ＢＭＩす。これは、リハビリにより脳波に変化が現れやすくなった

12

講演2

ことを意味します。図3-3は筋電図を表していますが、最初り、現在は、慶應義塾大学病院に10日間入院していただいは筋電が全く記録できなくても、
ニューロフィードバック訓

き、BMIリハビリを行っております。初期の8名の結果を御練を繰り返すことによって、筋電がはっきりと記録できるよ

紹介します。筋電が全く記録できない6名と、筋電は記録

うになります。図3-4のfMRI結果では、最初は脳の血流のできるけれどもリラックスできずに常に筋肉が活動状態で増加があまりはっきり見られませんでしたが、リハビリ後ある2名にBMIリハビリを行っていただいたところ、筋電がは、運動に関係する領域に血流の増加が見られるようにな出ない6名のうち4名がリハビリ後に筋電を記録できるより、脳の可塑的変化が起こっていることが分かります。BMI

うになり、常に筋肉が活動状態だった2名は、指を伸ばす時を使ったリハビリにより筋活動の誘発を可能にしたことをだけ筋肉が活動し、緩めたらリラックスするということがで実証したのは世界で初めてで、脳プロの成果の一つです。

きるようになりました。8名のうち5名に、手指の麻痺自体では、実際に行ったBMIリハビリをビデオで御紹介いたやつっぱりの改善が見られ、日常生活において手の使用がします。

増えたという結果が得られました。

《ビデオ放映：脳卒中により2年も右手の指が動かなかっ

現在、更に多くの患者さんを対象に進めている臨床試た患者さんに、4週間のリハビリを行っていただいたところ、

験の途中経過をお話しします。発症から半年以上経過し見事に積木を握ってスムーズに運べるようになりました》

た片麻痺の方44名を対象に10日間の入院プログラム（1

その後、10日間のリハビリでも効果が得られることが分か

日1回、40分のBMIリハビリを10日間）を行い、約3年間

指を一本一本動かせるか?
Yes

No

通常のリハビリ抑制療法
磁気刺激
直流電気刺激指を伸ばす筋の筋電が記録可能か?
Yes

No

HANDS療法

BMIリハビリ

軽度

麻痺の程度

重度

BMIリハビリを導入したことで、重度麻痺の方まで治療範囲を広げることができた
図４ 上肢麻痺患者に対するリハビリテーション戦略

直流電気刺激Matsumoto et al, J NeuroEng Rehabil
7（27）, 2010
Kasashima et al, Exp Brain Res 221（3）:BMIリハビリ
HANDS療法
Neural Repair 23（2）:（ニューロフィードバック訓練） Fujiwara et al, Neurorehabil
125-132, 2009
Shindo et al, J Rehabil Med 43（10）: 951-957, 2011263-268, 2012

陰極刺激

Shindo et al, Neurorehabil Neural Repair 25（9）:830-837, 2011

陽極刺激

皮質興奮性を高め、運動イメージをしやすくする

運動イメージ↑筋活動の誘発↑● これらに加えて、抑制療法、痙縮に対するボツリヌス療法などを併用して治療を行う

図５ ＢＭＩが開く重度麻痺治療の可能性

13

運動機能↑

の結果をまとめますと、筋電が新たに出現した方は66%、

締めた状態でしたが、1日1時間のBMIリハビリを10日間つっぱりが改善した方は43%、上肢の麻痺が改善した方は行っていただいたところ、僅かですが、指が動くようになり

86%、
日常での手の使用が増えた方は79%と、これまで治ました。脳波と筋電図に変化が見られ、この状態ですと、指療が困難だった慢性期の重度上肢麻痺の方を対象としてを伸ばす時の筋電が記録できますので、HANDS療法の対いるにも関わらず良好な成果が得られており、我々も驚い象になります。さらに、HANDS療法を3週間行ったところ、ております。

全く使っていなかった手を補助的に使える程度に回復しま

このように、BMIが治療に位置付けられるようになったこした。現在、
このようにBMIを介して次のステップに進んだとによって、上肢麻痺に対するリハビリテーション戦略が大方が約20名いらっしゃいます。

きく変わりました（図4）。これまでは、軽度から中等度の方までしか対象にできませんでしたが、現在は、患者さんの新たなリハビリテーションアプローチの可能性状態に合わせた治療を行うことができます。まず、指を一本一本動かせれば通常のリハビリを行います。動かせない
場合は、指を伸ばす時の筋電を測定し、筋電が記録できれこれまで、脳波を使用したBMIリハビリの成果が示されてば、先ほど御紹介したHANDS療法を行います。そして、筋いるにも関わらず、麻痺が回復する仕組みは脳科学で解明

電が記録できないような重度の方はBMIリハビリを行いされていませんでした。
これはモデル動物による実験でも解ます。このように、治療の対象範囲が軽度から重度まで広明していく必要がありますが、
我々は、人間の脳の中で何ががったというのが大きな変化だと思います。

起こっているかを電気生理学的に検討してまいりました。
上肢などの運動は、大脳皮質の運動野と脊髄の運動

さらに、指を伸ばすことをイメージすると言っても容易ではありませんので、BMIリハビリの前に脳に直流電気刺激とニューロンが興奮することによって、その信号が筋肉に伝いう弱い電流を流し、大脳皮質の興奮性を高めます。
この状

わることで行われています。我々が開発したBMIリハビリ

態で先ほどのニューロフィードバック訓練を行っていただくは運動イメージをした時の脳波変化（ERD：事象関連脱同と、イメージしやすくなります。
うまくイメージができ、
筋電が

期現象）
をリハビリ装具を動かす駆動信号としていますが、記録できれば、今度はHANDS療法に移行できます（図5）。

その方法が、回復を期待している筋肉の運動を制御していつまり、今まではHANDS療法しかありませんでしたが、BMIる運動ニューロンの興奮性をきちんと反映できているか

技術によって、より多くの方に対応可能となりました。

どうか、確認しました。そこで、健常者について運動イメー

実際の症例を御紹介いたします。発症から5年経過しジにより、ERDが0%、5%、15%にそれぞれ到達した時のた左片麻痺の方で、完全麻痺で指は全く動かず、固く握り運動ニューロンの活動の程度を調べてみました。すると、

運動イメージ中のERDの変化30 20 100

ERDの変化に応じた運動ニューロンの興奮性を確認-10 -20 -30（％）

運動誘発電位

ERD

皮質内抑制

F 波の出現率＊＊＊☆

ERD：0%

大きい

減少

n=10

高い

n=10

n=10

ERD：5%
0

ERD：15%515 ［%］

0515 ［%］

0515 ［%］

ERD

ERD

ERD

大脳皮質運動野の運動ニューロンの興奮性を反映大脳皮質内にある抑制機構の程度を反映

脊髄の運動ニューロンの興奮性を反映☆…抑制が減少することで、大脳皮質
運動野の運動ニューロンの興奮性が増大

図６ ERDの神経学的基盤の解明

14＊p＜0.05

講演2

ERDが強まれば強まるほど、運動野と脊髄のどちらの運動療群と対照群を無作為に割り付けて、多施設共同の臨床

ニューロンについても、興奮性が高まっていることが明ら試験を実施しています。これらの試作や試験を踏まえ、今かになり、運動イメージによるERDの変化はBMIリハビリ後の製品化に向けて、電池式で、脳波電極もヘッドホンのの駆動信号として適切であることが科学的に証明された

ように簡単に装着でき、ワイヤレスで余計な線がない機器

のです
（図6）
。

の開発を考えています（図8）。晴れて製品化されれば、在患者さんによるリハビリ研究、そして、電気生理学的な宅患者さんや訓練室、クリニックなど様々な場所で使用で証明実験を行ったことにより、ニューロフィードバックが麻きると期待しています。また、今後、情報通信技術を活用し痺手の回復に効果があると分かりましたので、従来の星型て、大学などの機関が助言しながら、様々な場所でBMI療

カーソルより更に効果的なフィードバック方法について検法を展開していけるような基盤が発展していくことを期待

討を始めました。その結果、ERDを棒グラフで見る方法や、しています。

ビデオ撮影しておいた患者さんの健側の手をERDに応じ

御清聴、
ありがとうございました。

て動かす方法も考案しましたが、患者さんの麻痺手の上にタブレット型コンピュータを置いて、実際に麻痺手が動いているような錯覚を与える方法がERDに一番影響を与え、製品化に向けて効果的だということが分かりました。

● 単三電池数本で動く

このような試行錯誤をもとに、現在、病院などの訓練室● 脳波電極が簡単にで使えるシステムを試作しています。旧型のリハビリシス

付けられるテムはただ指を伸ばすだけでしたが、現在は、実際のリハ● ワイヤレス

ビリで使えるシステムに進化しています（図7）。そこで、旧● 訓練室／

ベッドサイド／
在宅での利用が可能

型と新型で麻痺の程度がどう変わったかを比較した結果、旧型でも効果はありますが、新型の方が改善の度合いは大きく、さらに、日常生活での上肢の使用は新型の方がはるかに増加するということが分かりました。つまり、実際に即したリハビリが重要であるということが分かりました。

図8

現在、本当に効果があるかどうかを検証するために、治旧型BMIシステム

製品化に向けて

新型BMIシステム●旧型 BMI と新型 BMI の比較調査

旧型（n=6、発症から1369日#、年齢46.3歳#）新型（n=5、発症から1712日#、年齢51.6歳#）#平均

上肢麻痺の程度

日常生活での上肢の使用

軽度

増加

新型BMI

＊
＊

新型BMI
旧型BMI
旧型BMI

＊p＜0.05

重度

リハビリ前

図7

＊p＜0.05

リハビリ後

リハビリ前

新型ＢＭＩリハビリシステムの効果

15

リハビリ後

講演 3
伊佐

ウイルスベクターを用いた霊長類の神経回路機能解析

正（いさ ただし）

自然科学研究機構 生理学研究所 教授《略歴》
1985年 東京大学医学部医学科卒業。1989年 東京大学大学院医学系研究科修了（医学博士）。1988年 スウェー
デン王国イェテボリ大学客員研究員。1989年 東京大学医学部付属脳研究施設助手。1993年 群馬大学医学部講師。1995年 群馬大学医学部助教授。1996年 岡崎国立共同研究機構生理学研究所教授。2004年より現職。

●複雑な脳のネットワークを調べるためには、個々の神経経路の機能を操作する技術が必要でした。

Point ●私たちは、これまでは遺伝子改変が困難だった霊長類において、神経経路操作技術を開発しました。

●この技術は、高次脳機能の解明、脳・脊髄損傷後の機能回復促進戦略の開発に役立つと期待されています。

学的知見から組み上げた階層図です。まず、目から入ったシステム神経科学とは

情報は網膜を通り、脳の中にある様々な領域で情報が処
本日は、脳科学研究の中でも、私たちが取り組んでいる

理・統合されます。このように、脳内には非常に複雑な神経「システム神経科学研究」の最新の成果について御紹介回路が存在しているので、神経回路はしばしばコンピュー

したいと思います。システム神経科学は、脳を神経回路とタの中の電子回路基板に例えられます。電子回路基板をして理解することを目的としています。

理解するためには、例えば個々の部品にテスターを当て

図1は、1990年代に神経解剖学者のFellemanとVanて調べたり、部品を外してみて、それぞれの機能を調べた

Essenらの、視覚系の情報処理の神経回路を膨大な解剖りすることができます。
しかし、脳の神経回路は電子回路

マカクザルの視覚情報処理に関わる神経回路
内側前頭前野

HC
25

32
24

29

IP
M

5

SM

2

4

外側前頭前野
45

LIP

Sll

Ri
PA Ig
7a
AI
MSTd CM RL
L
MSTl
V4t

Id G

PITv

V4v
V2v

TF
TH

PSv

7a

STPp

FEF

CITd

CITv

LIP

MSTd

MSTl

FST

PITd

PITv

DP

MDP

VOT

MIP

PO

MT

V4t

V4

PAC

V3A

CITd
AITd
CITv
AITv

AITv

Pro
Pall

Pp
T
FS

V1
VP

MIP

聴覚野 PIR

ST
PITd

AITd

11

Pall

V3A DP

V4d

STPa
7b

12
13

7b

TH

46
6

3a
1 3b

PIP
VIP

TF

F

V2d

46

FE

嗅覚野

36

9

運動野

30 MDP
PO

V3

A

23

EF

PSd

M

右大脳の外側面図

ER

14

10

嗅覚野
ER

PIP

35

V3A

36
V3

ER

CA1
CA3

大脳皮質の展開図1cm

右大脳の内側面図

VP
M

V2

P-B

P-1

M

V1

P-B

P-1

M

P

外側膝状体

M

P

網膜神経節細胞

Felleman and Van Essen, Cerebral Cortex 1（1）: 1-47, 1991

図1 システム神経科学 ̶脳の機能を神経回路として理解する̶

16

講演3

基板のように整然としていないため、そうはいきません。

ロジェクトを開始しました。

様々な種類の細胞が混じり合って複雑な神経回路を構成

私たちが5年間のプロジェクトで取り組んだ、ウイルス

しているので、そこから特定の素子を切り出すということ

ベクターによる遺伝子導入法をニホンザルに適用したシは物理的に不可能なわけです。そこで私たちは、それぞれ

ステム神経科学の一例を御紹介します。

の細胞の特徴を作るのに重要だと思われる遺伝子を操作ウイルスベクターによる遺伝子導入法とは、目的の遺することで、それぞれの素子の働きを調べてきました。

伝子を組み込んだ組換えウイルスを用いて、標的の細胞

世界に目を向けてみますと、現在、神経回路の研究は内に遺伝子を導入する方法です。これは、ウイルスの特徴

様々な国で大型プロジェクトとして進められています。例

である「外来遺伝子を細胞に導入する性質」を利用したもえば米国のアレン研究所が実施している、マウスの脳のウイルスベクター

全遺伝子発現を網羅的にマッピングする取組や、欧州では、スイスが中心となって行っているブルー・ブレイン・プ
ロジェクトと呼ばれる取組などがあります。いずれも莫大な費用をかけている大規模なプロジェクトです。世界のそのような状況において、我が国は何にどう取り組むのか

表面膜タンパク質
導入したい遺伝子1

細胞表面に吸着し、中の遺伝子が細胞内に取り込まれるが、非常に重要な問題となっていました。

我が国初の技術：
ウイルスベクターによる霊長類への遺伝子導入法

RNA
DNA

2

逆転写反応
3 核へ移動我が国で脳プロを開始するに当たり、私たちはまず、
どのような研究を推進すべきか検討を重ね、その結果、非常

5

翻訳

4 転写

に重要なテーマかつ、世界初となる研究に取り組むべきだという結論に至りました。そこで脳プロ課題Cは、私のよ

細胞

うな生理学者と解剖学者及び、分子生物学者、発生工学

核者などが集まって研究チームを作り、中西重忠プログラム
ディレクターの指導のもと、霊長類に遺伝子を導入する手図2法を開発して、霊長類の脳で分子生物学研究を進めるプ● 食肉目（ネコなど）

タンパク質

ウイルスベクターによる遺伝子導入法の仕組み● 霊長類

第３−４頸髄第３−４頸髄第６頸髄−第１胸髄

運動ニューロン

運動ニューロン

脊髄

第６頸髄−第１胸髄

？

脊髄

直接経路

脊髄固有ニューロン

脳

脊髄固有ニューロン

脳

筋肉

筋肉

手先が不器用なネコなどの場合、大脳皮質からの指令は、脊髄固有ニューロンを介して運動ニューロンへ伝達される

図3

6

タンパク質が作られる

手先が器用な霊長類の場合、進化の過程で、大脳皮質の運動野と運動ニューロンが直接接続する経路（直接経路）
が新しくできた運動を制御する神経回路

17ので、人体に害のないよう
「増殖性」
や
「毒性」
を持たないよ直接経路が存在する際の側副路の役割の謎に迫る

うに開発されています。ウイルスベクターは、導入した遺伝子が表面膜タンパク質に覆われた構造をしており、
これ手指を制御する経路には、先述の皮質脊髄路以外に、赤が細胞表面に吸着すると、中の遺伝子が細胞内に取り込まれます。細胞に取り込まれた遺伝子は、転写・翻訳され核脊髄路や網様体脊髄路などの側副路があります。運動て目的のタンパク質が作られます（図2）。この方法を用いに関わる神経の伝導経路の研究としては、約40年前に有て、私たちは、霊長類に非常に特有である、手指の器用な

名な実験がなされ、サルの皮質脊髄路を脳幹レベルで切運動についての研究を行いました。

断すると、それまで器用に指で物をつまんでいたが、指がまとまったような動きしかできなくなったという結果が出ました。その様子は、脊髄損傷や脳梗塞の患者さんと類似

霊長類に特有的な手指の細かな運動しています。その際、脳幹を介する側副路は残っているこ
御存じのように、ニホンザルは手先がとても器用です。

とから、これらの経路だけでは粗い運動しか制御できず、

さらに、チンパンジーは日常動作に道具を使うことがで

手指の細かな動きには、進化の過程で新しくできた直接き、私たちヒトでは、複雑な操作を必要とする機器を使用

経路が非常に大事だということとされ、このことは神経学したり、例えばピアノを弾いたりもできます。私たちの文の教科書的知識となりました。また、例えば、ネコには直接明・文化は、手の器用さに由来している部分が多いと言経路は存在せず、延髄より更に下の脊髄レベルに多くのえます。このような手の器用さには、皮質脊髄路と呼ばれ側副路があり、それらの経路でネコの手の動きが制御さる、大脳皮質の運動野から脊髄に下りてくる
（下行）
経路が

れているわけですが、お分かりのように、ネコの手先は不重要だと言われています。この皮質脊髄路は、手足の運動器用です。このことからも、脊髄レベルでの側副路は粗いを制御する経路で、進化の過程で非常に大きく変化して運動しか制御できていないと考えられてきました。

います。げっ歯類やネコでは、大脳皮質からの指令は、脊一方、直接経路が存在する霊長類では、側副路はどの

髄固有ニューロンを介して間接的に脊髄の運動ニューロ

ような働きを持つのかが問題として残っていました。このンへと伝達されます（図3左）。一方、ニホンザルなどの真疑問については、①細かな運動を制御する直接経路が発核猿では、脊髄固有ニューロンを介する経路の他に、進化達したため、側副路は使われなくなった、という説と、②何の過程で大脳皮質の運動野と運動ニューロンが直接接続

かしらの重要な働きを持っているのではないか、というする経路が新しくできました（図3右）。つまり、大脳皮質と説に大きく二分され、この分野では非常に大きな問題と脊髄運動ニューロンの直接経路は、手指などの細かな運なっていました。この二つの説に関して、英国の研究者の動に非常に重要だろうと考えられるわけです。
しかし、詳細グループは①を支持し、新しく獲得した直接経路があるのなメカニズムについては明らかにされておらず、脊髄損傷

だから、進化的に古い側副路は退化したと主張していましの患者さんに対するリハビリテーションなどを検討していた。それに対し、私の留学先であったスウェーデンの研究

く際にも不透明な点が多々あったのです。

グループや私は、進化的に新しい働きのメカニズムは古い働きのメカニズムの存在の上で成り立っているのでは第2頸髄損傷後106日目

第2頸髄レベルで切断

精密把持障害第5頸髄損傷後33日目

第5頸髄レベルで切断

精密把持ＯＫ

脊髄固有ニューロンが、損傷後の精密把持の機能回復に関与

図4

運動を制御する神経回路

18

講演3

ないかという考えのもと、②を支持していました。このよう直接経路が機能しなくなった場合、側副路がその機能に、脳の基本的なメカニズムのように思えることですら、を代償し、細かな運動を行うのに重要な働きを担ってい実はまだよく分かっていないこともあるのです。

ることは分かってきましたが、その一方で、直接経路が機そこで私たちは、直接経路を切断して側副路だけ残し能している時の側副路の役割については疑問のままでしたらどうなるのかを検証するため、それぞれの経路の通た。そこで私たちは、
この疑問に答えるべく脳プロ課題Cり道が脊髄レベルできちんと分かれていることを利用し、で研究を積み重ね、その結果、多くの方々との共同研究の

サルの脊髄を第5頸髄レベルで選択的に片側半分を損傷

成果により、
この問題を解くことに成功しました。サルによさせ、直接経路だけを切断してみました
（図4）
。損傷直後

る神経経路の選択的・可逆的操作を世界で初めて可能には手が麻痺してしまい、1週間経っても回復は見られませした手法が評価され、この成果は英国科学誌「Nature」にんでしたが、手を使う訓練を開始して約2週間経過すると掲載されました（図5下）。

徐々に機能が回復し始め、3週間程度でかなり治り、1か月も経つと元のような運動ができるまでに回復しました。

神経経路機能の選択的・可逆的
操作技術

ところが、第2頸髄レベルで側副路も含めて損傷を起こすと、訓練しても回復しませんでした。このことから、側副路

この神経経路の機能を選択的・可逆的に操作する技術を形成している脊髄固有ニューロンが、損傷後の機能回について、御説明したいと思います。今回、新しい2種類の復にとても大事だということが分かりました。

二重遺伝子導入法

破傷風毒素（eTeNT）の発現を制御して神経伝達を自在に止める
二重感染した
脊髄固有ニューロン
順行性ベクターで注入した遺伝子

順行性
ベクター

CMV

rtTAV16eTeNT.GFP
eTeNT.GFP

逆行性ベクターで注入した遺伝子細胞体
軸索の末端からさかのぼって感染①Doxを投与

rtTAV16 Dox

TRE

第３−４頸髄Dox②緑色蛍光タンパク質
（GFP）
で標識した
eTeNTが発現③eTeNTにより、神経伝達物質の放出が防げられる

神経伝達物質シナプス
第６頸髄−第１胸髄
運動ニューロン

eTeNT.GFP

逆行性
ベクター

シナプス伝達遮断
運動ニューロン「霊長類に手の器用さをもたらす神経回路の遺伝学的解析」

Kinoshita et al, Nature 487（7406）: 235-238, 2012

図5

サルにおいて初めて神経経路選択的・可逆的機能遮断に成功

19

ウイルスベクターを用いて2種類の遺伝子を導入し、霊長列の制御により、神経伝達物質の放出を妨げる破傷風毒素

類の複雑な脳神経回路から特定の経路をより分ける 二（eTeNT）と呼ばれるタンパク質を合成することができる

重遺伝子導入法"の開発に成功しました。図5上左の赤色というものです（図5上右）。Doxは苦い薬ですが、それをで示したとおり、運動ニューロンとのつなぎ目（シナプス）

ジュースに混ぜてサルに飲ませます。そのジュースを飲む

部位に「逆行性ベクター」を注入すると、脊髄固有ニューと神経伝達が遮断され、飲むのをやめると元に戻ります。

ロンの軸索の末端からさかのぼって感染して細胞体へとまた飲むと再び遮断される、というように、自在に神経伝遺伝子が運ばれます。また、青色で示したとおり、その細達をコントロールできるわけです。

胞体が存在する領域に「順行性ベクター」を注入し、別のこの手法で用いられた「逆行性ベクター」「、Doxによる

遺伝子が導入されると、緑色で示した脊髄固有ニューロン

遺伝子転写の制御システム」、「 eTeNT」
は、脳プロの共だけに二つの遺伝子（赤と青）が同時に存在することにな

同研究によって開発された技術です。
「 逆行性ベクター」

ります。これら二つの遺伝子は、どちらか一方だけでは何は、福島県立医科大学の小林和人教授と京都大学霊長も起こらず、2種類が同時に存在する細胞においてのみ、類研究所の高田昌彦教授らが様々な工夫を凝らし、これある働きを持つ仕組みになっています。その働きは、ドキ

までの数十倍強力な逆行性ベクターの作成に成功しま

シサイクリン（Dox）という薬を飲ませると、TREという配した。また、非常に感度の高い「Doxによる遺伝子転写の

（％）
80

40

人差し指

0.6
親指

運動時間

失敗率

（秒）
1

親指が伸びていない

0Dox投与前 - 成功

0.2
-2

0

2

4

Dox投与2日目 - 失敗

6Dox投与経過日数
Dox投与前と比べ、失敗率（投与開始1〜3日目）及び運動時間（投与開始2〜3日目）共に有意に増加した。
Kinoshita et al, Nature 487（7406）: 235-238, 2012

図6

側副路の神経伝達の遮断による手指運動巧緻性の低下

単発電気刺激三回電気刺激ウイルスベクターを注入していない側の運動神経核の応答
Dox

脊髄固有ニューロンによる応答成分

直接経路切断電位応答
記録

ウイルスベクター
注入側の運動神経核の応答

0.2ミリV

電気刺激

1ミリ秒
Kinoshita et al, Nature 487（7406）: 235-238, 2012

図7

側副路の神経伝達の遮断を電気生理学的に証明

20

講演3

-0.1

0

0.1

0.2

0.3 （秒）損傷前

第３−４頸髄
Dox

損傷後
19日

第5頸髄

親指が
伸びない

第６頸髄−第１胸髄
損傷後
132日

人差し指と
小指が
同時に動いてしまう

Doxを飲ませたまま
直接経路の損傷を行う

図8

機能回復に対する側副路の貢献

制御システム」
及び、神経伝達を遮断する力を増強させた

際その通りで、訓練を続けて4か月以上経っても親指をき「eTeNT」
は京都大学の渡邉大教授が開発しました。

ちんと伸ばせず、また、人差し指と小指も、同時につまむ

サルにウイルスベクターを注入し、約2か月経った後、ような運動になってしまい、回復しないことが分かりました

おやつを指でつまむ運動を観察したところ、Dox入りの（図8右）。つまり、側副路が手指の運動の機能回復にもジュースを飲む前はつまめていましたが、飲み始めて数日非常に重要だということが明確に示せたわけです。

経つと、運動が遅くなり、
つまみにくそうになります（図6）。
親指がちゃんと伸びておらず、しばしばおやつを落とすよ

今回の成果がもたらし得る可能性と今後の期待

うにもなってきます。このように、側副路の神経伝達を遮断すると手指の動きが鈍くなったことから、側副路は手指の細かな動きに重要な働きをしているということが明らか

今回の研究結果から、進化の過程で退化してしまったととなりました。ちなみに、そのサルにDox入りジュースを考えられてきた側副路が、手指の運動の機能回復にも重与えないでいると、
また以前の通りおやつを指でつまめる要だと分かりました。これにより、
この側副路の神経伝達ようになります。再びDox入りジュースを飲ませれば、おを活性化させると、
これまで回復困難とされてきた脊髄損

やつをつまめずに落とす…という様子が観察されました。

傷の患者さんでも手指の器用な運動の機能回復を促進

つまり、今回私たちは、霊長類の非常に複雑な脳神経回路できる可能性が考えられ、新たなリハビリテーション法のの中でも、特定の経路の活動だけを自在にオン／オフす

開発につなげていきたいと考えています。
また、今回開発した「二重遺伝子導入法」
は、霊長類の複るという技術の開発に成功したのです。
また、本当に側副路の神経伝達が遮断されているかを雑な脳神経回路の中でも特定の神経経路を選り分けるこ

電気生理学的に調べました（図7）。大脳皮質の運動野からとができる技術であり、これを用いることで高次脳機能研の神経線維を電気刺激し、脊髄の運動ニューロンの周囲

究がますます進展されると期待しています。

でその電気刺激に応じた電気活動を記録する実験を行う

さらに、ヒトの脳神経疾患は、特定の神経経路の異常にと、一番早く見られる変化は直接経路の応答で、その後約

よって引き起こされる疾患も多くあります。この「二重遺1ミリ秒遅れで側副路による応答が出てきます。ウイルス

伝子導入法」
は、行動に影響を与えることができるほどにベクターを注入してDoxを飲ませたサルにこの方法で応まで高い効率で遺伝子導入できる技術であることから、答を確認したところ、側副路による応答の9割程度が抑え

今後、脳神経疾患の患者さんを対象とした、より副作用がられていることが明らかとなりました。

少なく、かつ効果的な遺伝子治療法の開発につながる可能性があります。

さらに私たちは、直接経路が損傷した場合に、側副路が御清聴ありがとうございました。

どれほど貢献しているのかを明らかにするため、直接経路を切断したサルの側副路も遮断し、手指の運動の回復の様子を観察してみました（図8左）。側副路も遮断してしまうと回復しないのではないかと予想していましたが、実

21

講演 4
岡野

遺伝子改変霊長類を用いた脳研究の最前線

栄之（おかの ひでゆき）

慶應義塾大学 医学部 生理学教室 教授《略歴》
1983年 慶應義塾大学医学部卒業。1994年 筑波大学基礎医学系分子神経生物学教授。1997年 大阪大学医学部神経機能解剖学研究部教授。1999年 大阪大学大学院医学系研究科教授。2001年より現職。2007年
慶應義塾大学大学院医学研究科委員長を兼任。

●脳の高次機能や心の問題の解明を目指した脳科学研究において、小型霊長類マーモセットは有用です。

Point ●私たちは、世界で初めてマーモセットの遺伝子改変動物を作出することに成功しました。

●マーモセットの脳の発達について、MRIを用いた三次元画像やヒトに特異的な遺伝子に関する研究を進めています。

本日は、脳プロ課題Cでの研究について、進化の話も織一番近いチンパンジーでも、大脳皮質のサイズはヒトの約り交ぜながらお話しさせていただきます。

3分の1程度しかありません。また、
しわのパターンもかな
り異なり、
特に、
言語をつかさどる運動性言語野が明らかに異なります。
これは、大脳進化の過程で獲得されたヒトに特遺伝子と脳の進化

異的な様々な機能は、脳の構造に依存しているということ
図1は、マウス、小型霊長類のコモンマーモセット（以下を物語っています。そこで、どのような遺伝子の変化が、動「マーモセット」と呼ぶ）、
アカゲザル、
チンパンジー、そして物種間で異なる脳の形、大きさ、機能の多様性に貢献してヒトの脳を示したものです。同じ脳といっても、随分見掛けいるのだろうかということが興味深い点となってきます。私が違います。特に違うのは大脳皮質という部分です。ヒトには、種間で共通するメカニズムの探索を20年近く研究し、マウス

コモンマーモセット

アカゲザル

ヒト

言語使用
道具使用

チンパンジーetc.

図1

様々な動物の脳の比較

22

講演4

種間で共通するメカニズムもあれば、種間によって明らか要だと考えました。2009年、
私たちは実験動物中央研究所に違うところもあるということが分かりました。例えば、
マウの佐々木えりか部長らと共同で、脳プロのサポートも得て、スとヒトの脳は、
本当に比べようもない違いがあります。

世界で初めてマーモセットの遺伝子改変動物を作出するこ

また、近年、ゲノム研究が非常に進み、様々な種間でのとに成功しました。マーモセットは、げっ歯類よりヒトと近縁全ての塩基配列が明らかになってきました。例えば、ヒトとで、生理学的・解剖学的特徴の類似性が高く、
年間5、
6匹の

チンパンジーの遺伝子配列は99%相同ですが、脳の大き子を産むことができ、また、1匹の雌の生涯産出は40〜80

さは約3倍違います。つまり、3倍の脳の大きさの違いを決匹と非常に多産という、実験動物として利点が多い動物でめる遺伝子は、異なっている1%に集約されていることになす。また、
ヒトと同じように家族で暮らしていて、音声によるります。その1%は一体何かを探るため、遺伝子がどのようコミュニケーションが非常に発達しています。チンパンジー

な機能を持っているかを調べる技術も開発されました。そ

よりもむしろマーモセットの方が、社会行動や音声コミュニ

れが、遺伝子改変動物技術です。

ケーション能力の面で私たちヒトに近いと言えます（図2）。

マーモセットの実験動物としての利点

遺伝子改変マーモセットの作出

遺伝子改変動物技術は、動物の個体レベルにおける遺伝

それでは、どのようにして遺伝子改変マーモセットを作子の機能の解析を可能にするものです。ちょうど私たちが出したかという話に移ります。遺伝子を改変するには三つ研究を始めようとした1982年、BrinsterとPalmiterが、成の方法があります。一つ目は、DNAを受精卵の核に注入

長ホルモンを過剰に発現する遺伝子組換え
（以下
「トランス

する方法、二つ目は、もう少し感染効率の高い霊長類ウイジェニック」「、Tg」と呼ぶ）
マウスの作出に成功し、そのマウルスベクター＊を用いてDNAを注入する方法、三つ目は、

スの体が非常に大きくなることが分かりました。
しかし、マウ

ノックアウト（遺伝子欠損）
マウス、
ノックイン（外来遺伝子スとヒトの体の大きさの圧倒的な違いは、成長ホルモンの導入）
マウスを作出する時のように、ES細胞を初期胚に注量だけでは説明できないということが明白なことから、
ヒト

入して、
キメラ動物
（遺伝的に異なる細胞2種以上から成るとより近縁種の霊長類を用いた遺伝子改変動物技術が必生物）を作出する方法です。私たちは、二つ目の方法で作

ヒトに近縁であり、類似性が高い● 代謝経路、
生理学的・解剖学的特徴がヒトと非常に類似している● ヒトのサイトカイン、ホルモンと交差性を示す● 社会行動研究モデル、
特徴的音声コミュニケーション

繁殖効率が良く、発生工学研究に適している● 性成熟まで約1年半と他の霊長類に比べ短い● 年間5〜6匹出産、1匹の雌の生涯産子数40〜80匹● 性別・年齢・体重を揃えて繰り返し実験が可能

小型で飼育や実験上の取り扱いが容易● 比較的簡単なトレーニングで飼育可能● 自発運動量が多く、行動観察が比較的容易

実験動物用として目的繁殖されている● 実験施設内での繁殖が確立されている● ヒトにとって危険な人獣共通感染症の報告がない

Sasaki et al, Nature 459（7246）: 523-527, 2009● 遺伝的に均質、微生物学的な統御がされている遺伝子改変動物が系統化された霊長類はマーモセットのみ

図2 マーモセットの実験動物としての利点＊ウイルスベクターによる遺伝子導入法…目的の遺伝子を組み込んだ組換えウイルスを用いて、標的の細胞内に遺伝子を導入する方法。これは、
ウイルスの
特徴である
「外来遺伝子を細胞に導入する性質」を利用したもので、人体に害のないよう
「増殖性」
や
「毒性」
を持た
ないように開発されている。

23

Wakaba ♀

Hisui ♀

※UV光の元で観察すると、足の裏などの皮膚が緑色に発光していることが分かります。
（各写真内の右下ボックス：右足
はトランスジェニックマーモセット、
左足は野生型のマーモセット）

蛍光タンパク質（GFP）が遺伝したKouの子
Banko ♀

kei ♀

Kouichi ♂

Kou ♂

Sasaki et al, Nature 459（7246）: 523-527, 2009

図3 トランスジェニックマーモセット作出と導入遺伝子の次世代への伝達出に成功しました。その方法は、まず受精卵と透明帯とのす。
ドーパミンという神経伝達物質を作る細胞がどんどん隙間に、ウイルスベクターを用いて、緑色蛍光タンパク質

死んでいくために、
このような運動障害が起きると言われを発現させるための外来遺伝子を導入します。そして、トラている疾患です。パーキンソン病は、環境要因による発症

ンスジェニックになった初期胚だけを妊娠状態の仮親の子もありますが、ある特定の遺伝子に変異があることによっ宮に移植して、
トランスジェニックマーモセットを育てます。

て発症することもあります。ヒトの遺伝子の変異を持つト

このような操作を行い、5匹のトランスジェニックマーモ

ランスジェニックマウス、
ノックアウトマウスを作製してみセットが生まれ、今も健在です（図3）。さらに、次の世代にもましたが、残念ながら、パーキンソン病は発症しませんでしトランスジェニックした遺伝子が受け継がれているのかをた。ヒトに特異的な何らかのメカニズムがあるかもしれな調べました。マーモセットは約1年で性成熟しますので、雄いとも言われています。

のKouが1歳になった時に精子を取り出して卵子と人工授

そこで私たちは、パーキンソン病のモデルマーモセット

精させたところ、導入した遺伝子を受け継いだ子が生まれの作出を試みました（図4）。パーキンソン病の原因遺伝子てきました。Kouの子でKouichiという名前を付けまして、であるアルファシヌクレインと赤色蛍光色素の遺伝子を世界で初めて第2世代の遺伝子改変マーモセットの作出に持ったウイルスベクターを初期胚に注入し、この遺伝子がも成功しました。

うまく導入された胚だけが赤く光るようにしました。この赤く光った胚だけを仮親の子宮に移植し、2匹を誕生させる
ことに成功しました。現在、
この2匹の第2世代も更に生ま神経変性疾患モデルと新しい遺伝子改変技術れ、順調に増えています。
パーキンソン病は、ドーパミンニューロンがある黒質線条

では、遺伝子改変動物はどのようなことに利用できるの体が萎縮してくることが知られています。このトランスジェ

でしょうか。課題Cは、マーモセットなどの霊長類を用いてニックマーモセットが3歳になりパーキンソン病を発症した

ヒトの疾患のモデル動物を作製し、パーキンソン病や筋萎ので、MRIで脳をよく調べてみたところ、パーキンソン病の縮性側索硬化症（ALS）、アルツハイマー病などの新薬の病巣部位である黒質中脳の黒質の萎縮が同様に確認でき開発を目指すために開始しました。日経産業新聞の2009ました。まだ行動学的な症状はそれほど著しく見られません

年における技術トレンド調査において、私たちの研究が1が、これは初期症状の一つではないかと考えています。

位に評価され、社会・産業界からも期待の高い技術です。

パーキンソン病以外で注目しているのは、アルツハイ

私たちはまず、
パーキンソン病という病気に着目しました。

マー病です。アルツハイマー病は、意識障害、見当識障害、パーキンソン病は、神経変性疾患のうちアルツハイマー病

理解・判断力の低下から始まり、その後は寝たきりになってに次いで多く、振戦、無動、固縮、歩行・姿勢障害が起こりましまう疾患です。認知症全体の約半分を占める頻度の高い

24

講演4

神経変性疾患にも関わらず、疾患そのものに対する根本

これまで、ウイルスベクターを用いてトランスジェニック

治療はなく、対症療法しかありません。そこで私たちは、治パーキンソン病モデル、
アルツハイマー病モデルと思われ療法の開発を目的として、
アルツハイマー病のモデルマー

るマーモセットを作出しましたが、現在、同じ方法により筋萎

モセットの作出を検討しました。アルツハイマー病につい

縮性側索硬化症（ALS）のモデルを作製し、研究を進めていては、多くの患者さんの病理解剖の結果から、脳内にベーます。また、ES細胞、iPS細胞、あるいは人工ヌクレアーゼをタアミロイドというタンパク質が蓄積し、その後は神経原用いたノックアウト・ノックイン技術など、更に高い技術開発

異性変化から神経細胞死へと推移し認知症を発症するとにも取り組んでいます（図6）。
これらの技術は現在マウスでいうように病状が進行していくと考えられています。
しかしのみ確立されていますが、私たちの研究では、霊長類へのながら、この順番は多くの患者さんの統計学的な解析から適用はあと一歩のところまで来ていて、本日の時点で、人工推定されたもので、
この因果関係はまだ証明されたわけでヌクレアーゼを用いて作製した遺伝子改変マーモセットのはありません。アルツハイマー病のモデルマウスを作製し妊娠が確認できています。生まれた子に目的の遺伝子変異たとしても、
マウスの場合は3年程度しか生きられず、また、が導入されていれば、世界初の霊長類におけるノックアウ

ベータアミロイドが蓄積しても神経原異性変化から先のト・ノックイン技術が成功したことになるわけです。

変化が起きてこないことから、トランスジェニックマウスを用いた研究は限界だろうと言われています。そこで、現在、進化と遺伝子

マーモセットを用いたアルツハイマー病モデルの作出を試
みています
（図5）
。ベータアミロイドが変異した遺伝子を、進化において、
どのような遺伝子が種間の脳の違いにウイルスベクターを用いて初期胚に注入しました。先ほど影響を及ぼすのかを調べた研究について御紹介したいとと同様に、オレンジ色に光る胚だけを子宮に移植して、
昨年

思います。
ドイツの生物学者Haeckelが、個体発生は系統発生をの12月6日、
アルツハイマー病のモデルマーモセットの産出に成功しました。今後は、アルツハイマー病に対する創薬

反復すると唱えました。個体発生とは、個々の動物の発生を目指している製薬会社などと共同研究を行い、根本的な過程のことであり、系統発生とは、その動物の進化の過程

治療法の開発に取り組んでいきたいと思います。

を発生に見立てた表現です。つまり、ある動物の発生の過野生型
マーモセットの初期胚変異型アルファシヌクレインと赤色蛍光色素の遺伝子を持った
ウイルスベクターを
マイクロインジェクション

赤色蛍光色素により遺伝子導入の有無を判別

仮親に移植

パーキンソン病モデル
Tgマーモセットの誕生

図4 パーキンソン病モデルマーモセットの作出

野生型
マーモセットの初期胚変異型ベータアミロイドとオレンジ蛍光色素の遺伝子を持った
ウイルスベクターを
マイクロインジェクション

オレンジ蛍光色素により遺伝子導入の有無を判別

仮親に移植

アルツハイマー病モデル
Tgマーモセットの誕生

この他、変異型タウと緑色蛍光色素の遺伝子を用いたTgマーモセットを作製中

図5 アルツハイマー病モデルマーモセットの作出

25

程は、その動物の進化の過程を繰り返す形で行われる、と言われている遺伝子で、この遺伝子に変異がある家系でいう意味になります。

は、言語障害が現れてきます。このような遺伝子を導入す

そこで、この個体発生を見るため、MRIを用いて母体にることによって、ヒトに非常に近い様々な性質が現れてくいるマーモセットの胎児の様子を非侵襲的に撮影しましるのではないかと考えています。現在、ヒトに特異的と思た。これを3次元的に画像構築すると、妊娠約12週頃よりわれる

脳や心臓などの様々な臓器がどのような形をしているか

ニック動物はマウスまで作製可能ですので、引き続きマーという遺伝子を強制発現するトランスジェ

が分かります。妊娠期間中に繰り返し撮影することにより、モセットで作製していこうと考えています。それから、
ヒト

脳がどのようにして大きくなるかを見ることができます。

に特異的に、ある特定の遺伝子が欠失しているということ

初期はマウスの脳に非常によく似ていますが、その後大脳も分かってきました。マウスからチンパンジーまでには有皮質がどんどん大きくなってくることが分かりました。このる配列が、ヒトだけには無くなっているのです。この遺伝子

大脳皮質の拡大は、細胞が増殖するOSVZという部分がが無くなるということが進化につながったのかもしれませ

影響しており、マウスにはほとんどありませんが、ヒトは非ん。もしかすると、他の動物にその遺伝子を欠失させてし常に大きいので、より多くの神経細胞が作られます。マー

まうと、ヒトに非常に近くなるかもしれません。実際、大脳

モセットを調べたところ、ヒトの脳と比較的同じような構造

皮質においてヒトだけに欠失している遺伝子があるので、をしているため、大脳皮質が大きくなるということが分か因果関係を調べるためにノックアウトマウスを作製しましりました。このことからも、マウスに遺伝子を導入するよりた。このマウスに何らかの症状があれば、
マーモセットを用もマーモセットに導入する方が効果的だと言えます。

いてより詳しい研究を行うことで、大脳皮質の形成など、
ヒでは、どのような遺伝子を導入すればいいかというと、トに非常に近い性質というものが分かってくるかもしれな

今注目しているのはヒトに特異的な遺伝子です。ヒトとチ

いと考え、
目下、
研究を行っています。

ンパンジーをよく調べてみると、ヒトに特異的に進化したと思われる遺伝子が分かってきました
（図7）
。特に、
という遺伝子やまとめという遺伝子は、大脳皮質の発生
ヒトの脳には、様々な動物に普遍的な機能と、大脳皮質と関係していそうな遺伝子だということが分かってきました。

の拡大に伴って霊長類に特異的に現れた機能の両方があという遺伝子は、言語と密接に関係していると● 精神疾患モデル

・統合失調症
・自閉症（レット症候群・結節性硬化症）

ノックアウト・ノックインマーモセットの作製
・ ES、iPS細胞技術
・ 人工ヌクレアーゼ（ZFN、TALEN）
・ 精子幹細胞技術

技術革新● 内在性遺伝子の破壊、改変が可能● 世界初のTgマーモセット

霊長類では
前人未踏

● 神経変性疾患モデル・パーキンソン病・アルツハイマー病
・ 筋萎縮性側索硬化症（ALS）

レンチウイルスベクターを用いた
Tgマーモセットの作製● ランダムな遺伝子挿入のみ● 挿入遺伝子サイズの制限

脳プロ課題C開始：平成20-24年度

図6

現在

新しい遺伝子改変動物技術による研究の加速的展開

26

講演4

ります。
トランスジェニックマウスの研究により、様々な動を使いこなしていないかもしれません。もしかすると、使い物に普遍的な機能については非常によく分かってきまし

こなしていないからこそ病気になるのかもしれません。霊た。さらに私たちは、
ウイルスベクターや新しい遺伝子改長類モデル動物を適切に用い、疾患の本質を理解していく

変動物技術を応用し、遺伝子研究の観点から、霊長類の段ことが重要だと考えており、今後も更に研究に邁進してい階で現れてきたような機能に迫り、ヒトの脳の機能や心のきたいと思います。

問題までを明らかにしたいと考えています
（図8）
。

御清聴、
どうもありがとうございました。

性能が高く複雑な機器は操作が難しく、壊れやすいのと同様に、私たちヒトも、進化により新しく獲得した脳の機能

ヒトに特異的な遺伝子：
最も近縁種であるチンパンジーとヒトとの間で、遺伝子配列に大きな違いがある遺伝子

脳で強く発現。ヒトで特に大きい大脳皮質の発生に必要と考えられている。精子の生成への関与も指摘されている。

現生人類の発話を可能にし、言語によるコミュニケーションを促進させた。

デンプンの消化を促進。初期のヒトが新たな食物を摂取できるようにした可能性がある。

脳の大きさを制御。人類進化の過程で脳の大きさは3倍以上になった。

やを導入したTgマーモセットを用い、大脳皮質の拡大の謎やヒトに特異的な脳機能の解明を目指す（MELISSA THOMAS）
日経サイエンス2009年8月号から引用：改編図7 ヒト大脳皮質拡大の謎の解明

ヒトや霊長類の脳の機能
大脳皮質の拡大に伴って出現した霊長類に特異的な機能● 道具使用拡大した大脳皮質による複雑な機能の仕組み

複雑な
行動の
解析
ニホンザル

ヒト

ニホンザル

● 言語

大脳皮質モジュール● 自己意識動物に普遍的な機能
● 報酬

● 情動

● 記憶

● 注意

● 規則理解

●絆

● 母性、
父性

マーモセットマーモセットラット

日本発 世界初！

普遍的な脳のシステムと回路の作動機構

マウス

HP

皮質
（外套）
・基底核・視床・海馬・扁桃体・ドーパミン・セロトニンシステム等とこれらのシステム間の回路の機能

遺伝子
操作に
よる解析

NAc

Amy

DRLC
VTA

Hypo

抑制性GABA
興奮性グルタミン酸
報酬系ドーパミン
本能、情動系ペプチド
覚醒系アドレナリン、
不安系セロトニン脳システムと回路図

マウス

ゼブラフィッシュ

本プロジェクト

従前
図8

PFC

ラット

心を生み出す神経基盤の遺伝学的解析の戦略的展開

27

パネルディスカッション

日本の脳科学は世界を変えるか
進

行

立花

隆（たちばな たかし）

評論家・ジャーナリスト、東京大学大学院 情報学環 特任教授
《略歴》
1964年 東京大学仏文科卒業、文藝春秋社入社、66年 退社。1967年 東京大学哲学科入学、在学中からフリーライ
ターとして活動開始。1995-98年 東京大学先端科学技術研究センター客員教授。1996-98年 東京大学教養学部
非常勤講師。2005-06年 東京大学大学院総合文化研究科 科学技術インタープリター養成プログラム特任教授。
2007-10年 立教大学21世紀社会デザイン研究科特任教授。2008-11年 立教セカンドステージ大学特任教授。
2011-12年 立教セカンドステージ大学客員教授。2007年より現職。

パネリスト

中西

重忠（なかにし しげただ）

伊佐正（いさ ただし）

脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター

自然科学研究機構 生理学研究所 教授

川人 光男（かわと みつお）

岡野

株式会社国際電気通信基礎技術研究所
脳情報通信総合研究所 所長・ATR フェロー

慶應義塾大学 医学部 生理学教室 教授

栄之（おかの ひでゆき）

里宇 明元（りう めいげん）
慶應義塾大学 医学部 リハビリテーション医学教室 教授

2008年に脳科学研究戦略推進プログラム（脳プロ）を開始してから5年目を迎え、当初から研究事業をスタートさせていた課題A・B・Cは本年度（2013年3月）をもって終了する。本シンポジウムの前半では、
課題A・B・Cの研究成果を報告し、後半のパネルディスカッションでは、進行に評論家・ジャーナリストの立花隆氏を迎え、「日本の脳科学は世界を変えるか」というテーマのもと、我が国における脳科学研究の現状、今後の課題と行政への期待、また、社会に貢献する脳科学の実現を目指す上で、倫理的課題へどう対応するかなどの熱い議論が交わされた。

介しましたが、その際は脳プロに参加されている先生方に我が国における脳科学研究の現状も取材させていただきました。当時、日本の脳科学研究に
立花

私は、脳科学、特に基礎的な研究分野について長関しては国際的にみても非常に高い水準にありましたが、年取材してきました。
「NHKスペシャル『最前線報告：サイ

BMI関連の研究分野は米国が世界に比して先行し、日本

ボーグ技術が人類を変える』（2005年11月5日放映）」とは出遅れていました。
しかし、この番組の放送が契機となっいう番組で、ブレイン・マシン・インターフェース
（BMI）
の技

て、我が国におけるBMI研究推進の機運が高まると同時術など、米国における最先端の脳科学研究について御紹に、脳科学研究を推進するプロジェクトが開始されたと考28

パネルディスカッション

えています。日本のBMI研究は、開始当時は既に米国に10究室にお邪魔してBMIリハビリを体験してきました。私は年遅れていると指摘されましたが、本日の講演を拝聴し、約2年前に上腕の外側が何かで圧迫されて起こる橈骨神

今や我が国の脳科学研究の水準は世界の最先端にいるこ経麻痺（サタデーナイトパルシー）を経験しました。その際とを実感し、既にここまで来たのかと驚いています。

に、腕の麻痺による辛さを味わい、日常生活に支障を来しそこでまず、我が国のBMI研究が現在どの程度進んで大変苦労しましたので、里宇先生たちの研究成果が早くいるのか、川人先生にお話しいただきます。

実用化され、一人でも多くの患者さんが回復されることを願っています。

川人

川人

光男 氏

実は、立花先生が米国のBMIを御紹介

里宇された以 前から、日本できないことは想像以上に大変で、多くの患者さんが苦でもBMI研究の必要性

しんでいらっしゃいます。そこで、私たちはBMI技術をリハを提案する研究者がいビリに応用できないかと考えました。患者さんに役立つも立花先生が御指摘のように、片手が麻痺して使用ましたが、「そんなSFののを1日でも早く作り、実際の臨床で活用することを目的

ような夢物語が実現でとして、私たち臨床家と基礎神経科学及び理工系の研究きるはず がない 」と嘲者が密に協力して研究開発を進めたことにより、世界を一笑され、しばらくすると

歩リードすることができました。実際、立花先生に体験して「既に米国で進んでいいただいたように、試作機は既に臨床現場で使用できるよる研究を後追いしてもうになっており、
これは世界初だと思います。

意味が無い」と反対されていました。私自身も、脳プロがまた、単に実用性を追求するだけでなく、なぜ麻痺が改開始された2008年当時、米国にかなり差をつけられてい善するのか、
どうしたらより改善度が上がるのかを基礎神ると感じていましたし、また、BMI研究の分野は非常に幅

経科学の研究者と科学的に検証しながら開発を進めてきが広いので、研究者の層の厚さと十数年にわたり研究をたことも世界に対する有利な点だと考えています。

維持してきた力を考慮すると、米国の底力は非常に強い

一方、BMI技術をリハビリに応用することは誰もが興味と感じています。特に、脳に直接針を刺す侵襲型BMI研究を持つことで、米国や欧州だけでなく、
シンガポールや中では米国が圧倒的に先行しています。
しかし、大阪大学の国でも盛んに研究が行われています。そこで私たちは、1

吉峰俊樹教授を中心に脳プロが進めている、脳の表面に日でも早く製品化できるよう、より高精度な制御が可能

電極を置くだけの低侵襲型BMI研究の方がより実用性がな、より高度な技術開発を目指して研究を進めています。

高く、この研究では日本が米国より先行しています。また、米国や欧州のBMI研究は、失われた機能をロボットやコン立花

ピュータで代償する 機能代償型 が主流ですが、日本で的に古い経路（脊髄固有ニューロンを介する経路）の機能は、里宇先生が研究されている、リハビリテーションに役に対する論争に触れられていましたが、伊佐先生たちが立つ 機能回復型 が主流で、この研究でも日本が世界に発表した成果により解決したのでしょうか。

次に、伊佐先生は講演の中で霊長類における、進化

先行していると言えます。このように、現在では日本が世界に先駆けているBMI研究もいくつかあります。

伊佐昨年の北米神経BMI技術で重要なことは脳活動の解読（デコード）で科学学会の際に、かつす。特に、脳活動を解読する精度が重要で、いかに高精度ては「霊長類では進化に解読できるかが問われます。ATR脳情報研究所の神谷

的に古い間接経路は退之康室長は、デコーディング技術において2004年から世化したか、抑 制されて界の最先端を走り続けており、本日御紹介しました「夢の使われなくなったので

デコーディング」に至っています。このデコーディング技術はないか」と主張していを使ってニューロフィードバックすることでかなり細かいて論争の相手だったロ

活動パターンも脳内に作り出せるようになり、その臨床応

ンドン大学のLemon教用の可能性が広がりました。ただし、米国の底力に比べれ授に「タダシ、最近、逆ばまだまだ十分でないと考えております。

伊佐 正 氏立花

どう思うか？」と聞かれたので、私は「それは逆の方向に振に進化的に新しい直接経路は何もしていないという意見を言う者もいるが、君はデコーディング技術を応用すれば、将来的には夢に介入して治療を行うことも可能になるかもしれません

れ過ぎ。間接経路も直接経路もそれぞれ役割を持っていね。科学の世界では、少し前まではあり得ないと思われたる」と答えました。あの論争については私たちの方が明確ことが次々と実現しつつあるようです。

な答えを出せたと考えています。

次に里宇先生にお伺いします。実は先日、里宇先生の研

特定の神経回路を切り出してその機能を検討する研究

29

は非常に競争が激しく、国際的には光でニューロンの活動

立花

更なる進展に期待しています。

を制御し、行動を操作する技術が進んでいます。ただし、この技術はマウスでは極めて有効でしたが、霊長類の大きな脳の深い部分に光を照射することは非常に難しく、脳科学研究における
今後の課題と行政への期待

やっと最近、微妙な行動の変化を捉えることができたという報告が出始めた段階です。一方、私たちが開発した方法
は時間解像度では少し落ちますが、薬を飲ませるだけで立花

特定の回路を遮断することができます。つまり、これまでの職員の方から、「BMI技術の臨床応用における制度や法

ここで、会場からの質問を御紹介します。ある県庁

誰も考えなかった脇道を歩いていたからこそ一歩先んず

規の問題点、さらに行政への期待」
についての質問です。

ることができたのです。特に、福島県立医科大学の小林和初めに、脳科学研究には膨大な資金と人的資源が必要で人教授らが開発された高頻度逆行性レンチウイルスベク

すが、がんの研究費と比べて脳科学研究への研究費はか

ターは群を抜いて世界最先端の技術です。そのため、世なり低額であるのが現状です。本日発表されたような研界中のトップレベルの研究室から多くの共同研究を申し

究は、国家レベルでの援助がないと成り立ちません。一旦込まれています。現在、私たちは大脳基底核や大脳皮質に研究費が途絶えると、その研究は継続できず立ち消えとこの研究成果を応用したいと考え、
これら世界的な研究室なってしまいます。そこで、行政に期待することは資金援と共同研究を始めたところです。

助に他ならないと思いますが、制度や法規面での問題点も多々あると思いますので、その点について中西先生に立花御意見をお伺いしたいと思います。

今後は、日本発の技術を利用した研究
成果が世界中に報告さ中西

脳科学研究は、れてくるということで自然科学としての脳機すね。それでは、岡野先能の解析だけでなく、情報科学や機械工学

生はいかがでしょうか。

など他分野の知識と技
今日お話ししま術を融合する形で行わした 遺 伝 子 改 変 マ ー

れることが 重 要です。

モ セット の 技 術 に 関

まず第一にそれぞれのして 発 表 さ れ た 論 文

分野で基礎研究をしっ

岡野

立花

隆氏

かりと進め、それらをプは、いまだ世界で唯一です（Sasaki et al, Nature, 459（7246）： 523-527, 2009）。米国やドイツのグループ

中西

重忠 氏

ロジェクトの目的に向も研究を始めていますので、だんだんと競争が厳しくなる

かって融合することが、社会還元につながる研究成果をもと思いますが、米国やドイツの遺伝子改変マーモセットはたらすと確信しています。その意味で、脳科学の今後の更遺伝子改変技術としてはまだ第1世代のものであります。

なる発展や社会還元を考えると、専門分野の枠を超えた

一方、我が国では、第2世代の霊長類におけるノックアウ

融合的な教育・研究体制の構築を行政に期待しています。

ト・ノックインモデルの技術開発を行っております。幸い、
立花

我が国にはES細胞やiPS細胞の技術がそろっていますの

我々日本人が科学の中で特に興味を持っている分で、その技術を活用することで第2世代や第3世代の遺伝

野は、宇宙と脳だと思います。宇宙については中学・高校

子改変霊長類の開発でも世界を先行できると考えていまで学べますが、脳科学に関する勉強は幼等・中等教育ではす。実際、他の国ではマカクザルなどマーモセットより大ほとんどなされていません。そこで、様々な側面から脳にきなサルを使って遺伝子改変モデルの開発を行っていまついて学べるように中学・高校の教育カリキュラムを変えすが、こうしたサルは世代交代の間隔が長く、時間がかかれば、脳科学研究の裾野は一気に広がると思います。

ります。私たちはマーモセットのノックアウト・ノックインモ
デルの開発を行っており、近い将来、その成果を御報告で川人きると考えています。

疾患は経済的にも大きな損失をもたらします。したがっ脳は心や意識の源であり、現代社会において脳の一方、技術は広めることが非常に大切ですので、各施設て、脳科学研究は科学・社会経済の面共に非常に重要だとへの技術移転にも務めています。研究者が別の研究機関

私たちは考えています。
しかし、世論では必ずしもそのよへ移るなど、人的な交流を活発にすることで我が国全体

うには考えられていません。その原因の一つは、従来の脳の研究レベルを底上げして、一つの研究室だけが突出す

科学研究の成果がどのように社会に役立つのか具体的にるのではなく、国として世界の最先端を先駆けしていきた

分かりにくかったからです。その意味で、リハビリへのBMI

いと考えています。

技術の応用は、脳科学研究が社会に貢献できることを具30

パネルディスカッション

体的に示しています。社会への還元を見据えた成果を提ますが、動物は試薬とは異なり、必要になったら作り、必要示していくことで、脳研究に対する世の中の期待はますま

なくなったら破棄すればよいというものではありません。

す高まっていくと思います。

また、安定して飼育を継続しないと研究はできません。幸一方、応用研究をきちんと行うことにより、興味深いこい、平成14年に国の事業であるナショナルバイオリソー

ともたくさん見えてきました。例えば、特定の脳活動パ

スプロジェクトが立ち上がり、ニホンザルについては研究

ターンを脳内に作り出す技術（ニューロフィードバック）
が資源の整備は進んでいますが、まだまだ十分とは言えず、確立すると、意識の根源は本当に脳活動なのか、という疑今後、研究用動物、特に霊長類の安定した供給・飼育がで問すら生じます。前頭葉に特定の脳活動パターンを起こしきるセンターが必要だと感じています。

た時、自己意識が芽生えるのか、という深い問題にも迫ることができます。このように、応用研究で得られた成果に

岡野

よって基礎研究を更に次の段階へとつなげていくことが材教育ができる体制のできます。つまり、基礎研究と応用研究の両方を行うこと構築を進めていただく

が学問の正しい姿ではないか、と考えています。これまで、上で、例えば、中学・高社会に貢献する脳科学 というコンセプトを基にする脳校の理科の教科書で神現状に適した人

プロが私たちを牽引してきてくれ、私たちも応用を意識し経に関する内容を充実た研究に取り組んできましたが、ここまで脳科学研究が進させることも必要だと

むと、中西先生が御指摘のように、人材育成やシステムの

思います。

改革、
さらに、純粋な基礎研究なしには革命的応用技術の一方、私たちも行政開発は難しいと考えています。そこで、そうした点に関しの動きを待つだけでな
岡野て行政と共に考えていきたいと思っています。

栄之 氏

く、学会等で中高生を

例えば、人工網膜などの侵襲型完全埋め込みシステム

対象とした講演会を開くなど、現在の脳科学研究の成果を臨床応用するには、かなり高いハードルがあります。社を若い世代に積極的に示していくことも非常に大切だと会還元のためには企業による製品化が必要ですから、行考えています。

政には認可システムの改善を期待しています。

さらに、脳科学研究のプロを育成する体制も必要だと思います。我が国には世界最大の脳科学の研究機関（理里宇

脳プロで5年間

化学研究所 脳科学総合研究センター）があり、学生を対研究の補助を受けたこ

象に「脳科学道場」
を開いています。こうした、将来の脳科とにより成果を上げる

学研究を担う若者を育成する場を更に増やすことも大切ことができましたが、契だと思います。

約終了を目前に、現在はこれまで研究のために借りていたスペース

倫理的課題への対応についてや研究員の雇用を今後どうするかという問題

立花

最後に、倫理的課題について御意見を伺います。

に直 面しています。そ会場からの質問でも多いのですが、例えばBMI技術は悪こで、一つのプロジェク

用される可能性がありますし、一方で倫理的問題が研究

トが終了しても、研究成果を継続できる体制が必要だとに支障を与える場合もあると思います。その点はいかが思います。また、臨床応用に関しては複数の関係省庁とのでしょうか。

里宇

明元 氏

連携が必要になりますので、できるだけ交渉窓口を一本里宇化していただくほうが効率的だと思います。

私たちが進めている頭皮脳波を用いたBMIの臨床

既にお話ししたように、私たちの研究では試作品段階ま

試験は実際の患者さんを対象としておりますので、倫理委で進んでいますので、企業に御協力いただければ数年以員会の審査をきちんと受けて行っています。その審査過程

内に製品化できます。
しかし、対象となる患者数は約20万で特に苦労した経験はありません。現在、約50名の方から人ですから、企業からみると市場規模としては小さいよう脳情報のデータを集めており、今後、それをデータベースです。そこで、製品化する仕組みを構築するに当たり、行

化して、様々な研究室で使えるようにしていきたいと考え

政に補助・推進していただければと思います。

ています。科学の進歩を考えると情報の共有化は重要なことですが、患者さんの同意をどのように得るか、データを行政にお願いしたいことは、研究資源、特に研究用どのように扱うかなど、課題は多く残っています。一旦デー

動物を供給・維持していく体制作りです。私たちはニホン

タベース化すると制御不能になりますから、
データベースザル、岡野先生はコモンマーモセットを研究に使用してい化する前にきちんと考えることが重要だと思います。

伊佐

31

伊佐

会場からの質問の背景には、現在の脳科学研究がです。医学部の教授は主に事例の安全性と有効性につい観察型から介入型に変化していることへの危惧が感じらて、倫理や法律の専門家は専門分野での問題点を議論し、れます。BMIもそうですし、私たちの研究で行っている、脳ジャーナリストは透明性を担保します。ただし、極めて専門の中に遺伝子を導入する研究も介入的です。内臓や血液的な事例の有効性と安全性を評価することは非常に難しの遺伝子治療については抵抗がなくても、脳の中に遺伝

いため、テーマとなった事例に対しては、専門的な知識を子を導入することに不安を感じる方は少なくないのでしょ

持った方々が議論することが重要になります。特に脳プロう。その意味では、基礎研究によって安全性を確認するこのような国家的プロジェクトでは、正確に審査ができる体とはもちろんのこと、副作用を含めた全ての情報を開示

制作りが必要になると思います。

することが私たちの仕事だと考えています。
立花
中西

ヒトを対象とした研究を進める上で、倫理的問題

私は医学部の倫理委員会の委員長を2年間務めたは避けて通ることができません。課題は多く残っていまことがあり、その時の経験から申し上げますと、一般的にすが、これから一つずつ解決していくことを期待していま委員会のメンバーの半数は医学部の教授で、半分は学外す。本日は刺激的でとても興味深いお話を伺うことができの専門家、つまり、倫理や法律の専門家やジャーナリストました。ありがとうございました。

32

パネルディスカッション
閉会挨拶

閉会挨拶

津本

忠治（つもと ただはる）

脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター
《略歴》
1967年 大阪大学医学部医学科卒業。同年より大阪大学附属病院にてインターン、内科研修医。1972年 大阪大学医学部附属高次神経研究施設助手。1975-1977年 マックスプランク生物物理化学研究所留学、1977年 金沢大学医学部助教授、1980-1981年 米国カリフォルニア大学バークレー校に留学、1983年 大阪大学医学部附属高次神経研究施設教授、2005年 理化学研究所脳科学総合研究センターユニットリーダーを経て、2009年より
同シニアチームリーダー、2011年より同副センター長。

本日は、多くの皆様に御参加いただき、ありがとうござ

変の技術を応用して、遺伝子改変霊長類を作製するなど、いました。開会挨拶で藤木文部科学審議官よりお話があり20年前の当時には思いもつかなかった技術の発展が見らましたように、脳科学研究戦略推進プログラム（脳プロ）はれています。本日のシンポジウムをお聞きになられた皆様

国の支援を受けて進めておりますので、どのような成果がもそのように実感されたのではなかろうかと思っておりま上がったのか、どの程度進捗したのかについて、国民の皆す。また、パネルディスカッションでは、立花先生の素晴らし様に御報告する義務があるため、毎年公開シンポジウムのい進行により、我が国の脳科学研究の現状や今後の方向

場で成果を御紹介させていただいております。5回目とな性について示唆に富んだやりとりがなされ、本日の会が有る今年は、立花先生をお迎えし、まさに特別なシンポジウ

益であったと、非常に嬉しく思っております。また、脳科学

ムとなりました。

研究に対する行政の支援のあり方についても、非常に大切

我が国の大型脳科学研究は1990年代から始まりましな御意見がたくさん出ました。これからますます行政の取た。当時は、我が国の脳科学研究の一段の発展を推進す

組、そして社会の理解が進み、脳科学研究が発展していく

べく「NPO法人 脳の世紀推進会議」
が活動を始めており、ことを大いに期待したいと思っております。

1993年に第1回「脳の世紀シンポジウム」
が開催されまし最後に、本日、
このような実りあるシンポジウムを開催でた。今からちょうど20年前ですが、脳科学に期待する未来

きましたこと、立花先生にお礼を申し上げますとともに、
こといったテーマで、本日御参加の立花先生にお話しいただ

こにお集まりいただきました皆様に御清聴いただきました

いたのを覚えております。その後の20年間で急速に脳科ことを感謝申し上げまして、私の閉会の御挨拶にしたいと学研究は進展し、本日お話にありましたBMI（ブレイン・マ

思います。本日は誠にありがとうございました。

シン・インターフェース）
や、霊長類であるサルに遺伝子改33

体験展示 展示リスト

01 リハビリテーション応用を目指した外骨格ロボット 〜脳とロボットをつなぐ〜

課題 A

森本 淳 （株）国際電気通信基礎技術研究所 脳情報通信総合研究所 脳情報研究所

02 皮質脳波を用いたブレイン・マシン・インターフェースの臨床応用

課題 A

吉峰 俊樹

大阪大学大学院 医学系研究科

03 ヒトにおける脳内植込み電極と体内埋設刺激デバイスを用いたBMIの開発

課題 B

片山 容一

日本大学 医学部

04 高性能電極とCMOS技術を用いた、歩行と読書が可能な次世代人工網膜

課題 B

不二門 尚

大阪大学大学院 医学系研究科／太田 淳

奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科

05 遺伝子改変マーモセットが生まれるまで

課題 C

佐々木 えりか

実験動物中央研究所

06 霊長類で脳の特定の神経回路を 除去 する遺伝子導入法を開発

課題 C

高田 昌彦

京都大学 霊長類研究所

07 遺伝子から見る精神疾患

課題 D

吉川 武男

理化学研究所 脳科学総合研究センター

08 新しく開発した小脳機能評価法

課題 E

水澤 英洋

東京医科歯科大学大学院 医歯学総合研究科

09 広汎性発達障害の早期診断システムの開発

課題 F

東田 陽博

金沢大学 子どものこころの発達研究センター

10 ニューロイメージングで抑うつ気分と意欲の低下を可視化する

課題 F

山脇 成人

広島大学大学院 医歯薬保健学研究院

11 前頭側頭葉変性症（FTLD）の病態解明と治療法開発に向けて

課題 F

祖父江 元

名古屋大学大学院 医学系研究科

12 脳科学研究を支える情報基盤の構築：リン酸化プロテオミクスデータベース

課題 G

貝淵 弘三 名古屋大学大学院 医学系研究科／吉本 潤一郎 沖縄科学技術大学院大学 神経計算ユニット／臼井 支朗 理化学研究所 脳科学総合研究センター

13 日常生活支援を目指すネットワーク型ブレイン・マシン・インターフェース
総務省（株）国際電気通信基礎技術研究所

石井 信

14 障害者自立支援のためのBMI型環境制御システム

厚生労働省 国立障害者リハビリテーションセンター研究所

34

神作 憲司

体験展示

01
課題

A

リハビリテーション応用を目指した外骨格ロボット〜脳とロボットをつなぐ〜
もりもと じゅん

森本 淳 （株）国際電気通信基礎技術研究所 脳情報通信総合研究所 脳情報研究所

私たちは、下肢麻痺患者さんを対象とした、立ち上がりや歩行を補助する運動支援ロボット「外骨格ロボット」を開発しました。
この外骨格ロボットは、空圧と電動モーターのハイブリッド駆動方式を実現し、軽量ながらも大きな力の緻密な制御を可能にしました。また、
リハビリテーションへの応用を見据え、念じるだけ
でロボットを制御することも可能です。
ブースでは外骨格ロボットを展示し、脳から検出される信号によってロボットが動く例を動画で御紹介しました。

02
課題

A

皮質脳波を用いたブレイン・マシン・インターフェースの臨床応用
よしみね

としき

吉峰 俊樹

大阪大学大学院 医学系研究科

私たちは、筋萎縮性側索硬化症（ALS）
や脊髄損傷など、
リハ
ビリテーションでも機能の改善が難しい重度の神経難病の患者さんを対象に、運動や意思伝達を支援するBMIの研究を進めています。患者さんの脳の表面から直接計測した脳波（皮質脳波）にBMI技術を用いることで、患者さんが念じるだけで制御できるコンピュータやロボットなどの開発を行っています。
今回の展示では、脳波だけで義手を動かす様子を動画で御覧いただきながら、
これまでの技術開発や臨床応用を目指した取組を御紹介しました。

03
課題

B

ヒトにおける脳内植込み電極と体内埋設刺激デバイスを用いたBMIの開発
かたやま よういち

片山 容一

日本大学 医学部

ヒトの脳機能異常を改善させる方法として、私たちは長年、脳内に植え込んだ電極と、体内に埋設した刺激装置をつなげて、脳内の神経回路の働きを調整する研究を行ってきました。この方法により、脳卒中後の不随意運動の制御や片麻痺患者さんのリハビリテーションによる回復に成功しました。現在は、オンデ
マンド型のシステムにするなど、より実用的に改良しています。
ブースでは装置の写真や動画を展示し、私たちのBMI研究について御紹介しました。

35

04

高性能電極とCMOS※技術を用いた、
歩行と読書が可能な次世代人工網膜

課題

不二門 尚
おおた

じゅん

大阪大学大学院 医学系研究科

太田淳

奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科

B

ふじかど

たかし

私たちは、病気により失われた視力を再び取り戻すための人工網膜の開発を行っています。
今回の展示では、2010年に行われた臨床試験で用いられたものと同型の人工網膜システムや、開発中の第2世代の人工網膜（解像度を約5倍以上に向上）、そして、第3世代の人工網膜用に開発中の、更に広い視野を可能とする超小型CMOSチップを組み込んだ新しい電極など、様々な最先端の技術を展示し、多くの方に御興味を持っていただけました。
※CMOS：相補性金属酸化膜半導体。CCDと同様、カメラ等に搭載されている半導体
撮像素子の一つで、光を電気信号に変える役割を担う。

05

遺伝子改変マーモセットが生まれるまで

課題

佐々木 えりかC

ささき

実験動物中央研究所

遺伝子改変動物とは、人工的に外来遺伝子を導入した動物のことで、その外来遺伝子の生体内での機能を明らかにしたり、疾患を再現できたりするため、脳の仕組みの解明や疾患の治療法の開発に重要な役割を果たします。私たちは、ヒトと類似した
生物学的特徴を持つコモンマーモセットという小型のサルの遺伝子改変に成功しました。
今回の展示では、顕微鏡をのぞきながらの疑似実験などを体験していただき、お子様にも楽しんでいただきました。

06

霊長類で脳の特定の神経回路を 除去 する遺伝子導入法を開発

課題

高田 昌彦

C

たかだ

まさひこ

京都大学 霊長類研究所

ヒトやサルの脳には、1千億を超える神経細胞が複雑に絡み合った神経回路があります。パーキンソン病などの神経疾患の病態解明や治療法の開発には、この複雑な神経回路の中から病態に関係する特定の回路を見付け出す必要があります。
私たちは、霊長類で特定の神経回路だけを 狙い撃ち（除去）できる遺伝子導入法の開発に世界で初めて成功し、それにより、除去した回路の働きを解明することができました。
ブースにはたくさんの方にお越しいただき、熱心に説明をお聞きいただきました。

36

体験展示

07
課題

D

遺伝子から見る精神疾患
よしかわ

たけお

吉川 武男

理化学研究所 脳科学総合研究センター

精神疾患は、複数の遺伝子や環境要因が複雑に関与して発症に至ると考えられています。私たちは、遺伝要因として疾患脆弱性（病気のなりやすさ）に関係しているヒトゲノム領域・遺伝子群の検索と、環境要因として脳発達期の神経細胞の発生と成熟に欠かせないと考えられる脂肪酸の代謝と精神疾患との関係を研究しています。
今回の展示では、模型やビデオなどを用い、研究方法やこれまでに分かったことを（自閉症を中心に）御紹介しました。

08
課題

E

新しく開発した小脳機能評価法
みずさわ ひでひろ

水澤 英洋

東京医科歯科大学大学院 医歯学総合研究科

小脳は、筋肉運動や体の平衡の調節などの機能をつかさどっていますが、小脳に関する知見は少なく、これまで小脳機能の定量的評価システムは実用化されていません。そこで私たちは、プリズム眼鏡を用いて、老化に伴う小脳機能の変化や小脳の病気の 重 症 度を定 量する小 脳 運 動 学 習システムを開 発しました。
老化の度合いや転倒の危険性判定に役立つことが期待できるとともに、疾患の面では、病気の鑑別や病状評価、治療効果判定などにも役立つ可能性があります。
今回の展示では、プリズム眼鏡の実物を御覧いただき、評価システムの説明をお聞きいただきました。

09
課題

F

広汎性発達障害の早期診断システムの開発
ひがしだ はるひろ

東田 陽博

金沢大学 子どものこころの発達研究センター

私たちは、
幼児用MEG（脳磁図：大脳の神経活動を磁場として捉える検査方法）とNIRS（近赤外線スペクトロスコピー：近赤外線を用い、脳血流の変化を捉える検査方法）の統合機を開発し、広汎性発達障害を含む多数の幼児から、安全・簡便・非侵襲に脳機能を記録することを世界で初めて成功しました。これは、将来的には発達障害の客観的指標として診断・治療に生かすことができます。
今回の展示では、多くの方に関心を持って説明をお聞きいた
だきました。

37

10
課題

F

ニューロイメージングで抑うつ気分と意欲の低下を可視化する
やまわき

しげと

山脇 成人

広島大学大学院 医歯薬保健学研究院

現在、うつ病の診断のための客観的指標はなく、また、発症の原因も解明されていません。そこで私たちは、うつ病の中核症状である「抑うつ気分」と「意欲低下」に焦点を当て、その背景にある神経回路と分子病態を明らかにし、病態に基づいたうつ病の診断・治療法を開発することを目的に研究を進めています。
今回の展示では、御来場の方々にうつ症状に関連した脳活動を測定するための実験課題を体験していただき、うつ病研究の一端に触れていただきました。

11

前頭側頭葉変性症（FTLD）の病態解明と治療法開発に向けて

課題

祖父江 元

F

そぶえ

げん

名古屋大学大学院 医学系研究科

私たちは、認知症の一つである前頭側頭葉変性症（FTLD）について研究を進めています。近年、FTLDはTDP-43やFUSといった疾患関連分子の発見により筋萎縮性側索硬化症（ALS）と同一スペクトラムの疾患と考えられています。そこで、ALSなどの運動ニューロン疾患における私たちのこれまでの実績を応用し、FTLDの病態関連分子を同定するとともに、早期診断に役立つ
バイオマーカー及び治療法の開発を目指しています。
今回の展示では、研究内容や今後の展望などについてお話し
しました。

12

脳科学研究を支える情報基盤の構築：
リン酸化プロテオミクスデータベース
かいぶち こうぞう

よしもと じゅんいちろう

課題

貝淵 弘三

名古屋大学大学院 医学系研究科／吉本 潤一郎

臼井 支朗

理化学研究所 脳科学総合研究センター

G

うすい

しろう

タンパク質のリン酸化は、脳の神経細胞の特性を変えたり、病気の発症や促進・抑制に関わったりもする重要な生体内化学反応の一つです。私たちは、
リン酸化酵素のターゲットである
基質タンパク質を最新機器で網羅的に同定し、それぞれのリン酸化反応がどのような脳機能や疾患と関係しているかがすぐに分かるようデータベースとして整理しています。
今回の展示では、現在試験運用中のデータベースを実際に操作していただきながら、私たちの研究を御紹介しました。

38

沖縄科学技術大学院大学 神経計算ユニット

パネルディスカッション
体験展示

13

日常生活支援を目指す
ネットワーク型ブレイン・マシン・インターフェース（株）国際電気通信基礎技術研究所

いしい しん

石井 信

BMI研究の多くはいまだ実験室などの特殊な環境下で行われており、一般の生活環境での実用にはまだ遠い状況です。そこで
私たちは、日常的な環境下でBMIを利用するための研究開発を推進しています。高齢者や軽度の要介護者などの自立支援を目標として、一般の生活環境において車椅子及び家電を制御するBMIシステムを開発し、実証実験によりその適用可能性を確認しました。
展示を通じて御来場の皆様と交流し、私たちの研究について御理解を深めていただくことができました。

14

障害者自立支援のためのBMI型環境制御システム
国立障害者リハビリテーションセンター研究所

かんさくけんじ

神作 憲司

厚 生 労 働 省では、障 害 者自立 支 援を目指したB M I 研 究を行っています。麻痺を伴い運動やコミュニケーションが困難な方が、脳からの信号を使用してテレビなどの家電を操作したり、ワープロを入力したりできるための「BMI型環境制御システム」
や、上肢運動を行うための「BMI型アシストスーツ」の開発を進めています。
ブースでは、「 BMI型環境制御システム」
に関する研究を中心に、これまでに開発したシステムや脳波計・脳波キャップ・電極などの実機の展示を交えて御紹介しました。

課題

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の開発

A・B

脳活動の情報を用いて、脳と機械を直接橋渡しする技術を開発します。この技術を利用して、脳機能や身体機能の回復・補完、そして脳機能の更なる理解を目指します。

課題

独創性の高いモデル動物の開発

C

様々な脳科学研究で利用可能な実験手法を開発します。特にヒトの脳の働きやその障害による神経疾患等を解明するために、ヒトに近い霊長類を用いた実験技術の確立を目指します。

課題

社会的行動を支える脳基盤の計測・支援技術の開発

D

コミュニケーションや共同生活等の社会的行動に関わる障害に対する新たな診断方法の開発につながる研究を行っています。
この診断方法を障害の理解・予防・治療や社会性の健全な発達促進へ応用することを目指します。

課題

心身の健康を維持する脳の分子基盤と環境因子

E

赤ちゃんからお年寄りまで、全ての人が健康な脳をいかに保っているのかを明らかにし、そこから、心身の健康を支える脳の機能や病気発症のメカニズム、環境ストレスが脳に与える影響の解明を目指します。

課題

F

精神・神経疾患の克服を目指す脳科学研究
発達障害、うつ病、認知症等の発症メカニズムを明らかにし、早期診断、治療、予防法の開発につながる研究を進めています。
課題 E と連携を図りながら、精神・神経疾患の克服を目指します。

課題

脳科学研究を支える集約的・体系的な情報基盤の構築

G

複雑な脳機能を解明するため、最新の技術とモデル生物を用いた研究から得られた膨大な神経活動情報をデータベース化します。
特に、精神・神経疾患に関わりがある情動に焦点を当て、情動の制御機構を理解するための情報基盤の構築を目指します。

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文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」
website: http://brainprogram.mext.go.jp/
平成25年9月発行Ⓒ2013 MEXT SRPBS Printed in Japan.

本書を無許可で複写・複製することを禁じます。