河西春郎
脳の神経回路を作る神経シナプスは学習・記憶の場と考えられ、その可塑性の研究は20世紀末に多くの興奮性シナプスで起きることが確認されたが、当時はシナプスを可視化しておらず重大な疑義、即ち、あまりに沢山の分子が関わるのはおかしい、シナプス前部と後部のどちらが変わるのかわからない、などが解けずに収拾のつかない論争が起きていた。河西は可塑性の本体がシナプスの形態変化によることを明らかにし、これらの問題を解決した。まず、2001年に2光子励起可能なケイジドグルタミン酸を開発した。2光子励起は超短パルスレーザーにより、レンズの焦点でだけで分子の励起を起こす顕微鏡法で、ケイジド試薬は光励起で生理活性を放出する試薬である。この2つの手法を組み合わせることにより、グルタミン酸をレンズの焦点で点状に放出することを可能にした。興奮性シナプスが形成される単一樹状突起スパイン(シナプス後部)を観察しながら、この方法で単一スパインを刺激して、スパイン頭部の大きさと機能(グルタミン酸感受性)が強く相関することを見出した。次に、反復的なグルタミン酸刺激によりスパインに長く(1時間から数日)続く増大運動が起きることを発見し、これに伴いグルタミン酸感受性の増強が起き、増大運動が長期的可塑性の基盤であることを明らかにした。