脳の神経回路のしくみを解き明かし、こころの医療へつなげる
やる気を出す・不安をうまく乗り越える――そんな心の働きは、私たちが日々を前向きに生きるために欠かせません。一方、心を整える脳のしくみの乱れは、うつ病や不安障害などの脳疾患と深く関係します。「システム神経回路研究グループ」では、意欲や情動、記憶などをコントロールする脳の神経回路がどう機能しているのかを明らかにし、そこから新しい診断・治療法の開発につなげる研究を行っています。PETなどの量子イメージング技術と、特定の神経を自由に操作できる化学遺伝学を組み合わせることで、脳神経のつながりや情報のやりとりをリアルタイムに「見て」「コントロール」する技術を確立してきました。この方法を用いて、「柔軟に思考する」「見た物を覚える」といった機能の脳回路とその仕組みを明らかにし（下図参照）、また、てんかん発作を抑えるといった新たな治療法の開発にもつなげています。
柔軟に思考する、見た物を覚える—脳の回路とそのしくみ
私たちが状況に応じて考え方を切り替えたり、見たものを記憶に残すための重要な脳回路を特定しました。（左図）柔軟な思考を生み出す２つの脳回路。前頭眼窩野から尾状核への脳回路が試行錯誤をもとに行動を切り替える「実践型」の思考に、前頭眼窩野から視床背内側核への脳回路がルールや法則を組み立てる「理論型」の思考に、それぞれ関与することがわかりました（主要論文１）。（右）見たものを記憶する脳回路。前頭眼窩野から側頭皮質前方部へのネットワークが働くことでものを見た時の記憶（視覚記憶）が保たれることがわかりました（主要論文２）。
メンバー
南本 敬史 グループリーダー
- 平林 敏行 上席研究員
- 小山 佳 主幹研究員
- 永井 裕司 主任研究員
- 小谷野 賢治 主任研究員
- 岡内 隆 主任技術員
- 堀 由紀子 研究員
- 堀 祐樹 研究員
- 坂野 拓 研究員
- 土屋 貴大 協力研究員
- 岩沖 晴彦 博士研究員
- 山下 奏音 業務補助員
- 吉田 梨絵 業務補助員
主要論文
- Oyama K., Majima K., Nagai Y., Hori Y., Hirabayashi T., Mark A G E., Mimura K., Miyakawa N., Fujimoto A., Hori Y., Iwaoki H., Inoue K., Richard C S., Takada M., Yahata N., Higuchi M., Barry J. R., Minamimoto T.: Distinct roles of monkey OFC-subcortical pathways in adaptive behavior. Nature communications,15, 6487 (2024)
- Hirabayashi T., Nagai Y., Hori Y., Hori Y., Oyama K., Mimura K., Miyakawa N., Iwaoki H., Inoue K., Suhara T., Takada M., Higuchi M., Minamimoto T.: Multiscale Chemogenetic Dissection of Fronto-temporal Top-down Regulation for Object Memory in Primates. Nature communications ,15, 5369 (2024)
- Hori Y., Mimura K., Nagai Y., Hori Y., Kumata K., Zhang MR., Suhara T., Higuchi M., Minamimoto T.: Reduced serotonergic transmission alters sensitivity to cost and reward via 5-Ht1A and 5-Ht1B receptors in monkeys. Plos Biology, 22(1): e3002445 (2024)
- Miyakawa N., Nagai Y., Hori Y., Mimura K., Orihara A., Oyama K., Matsuo T., Inoue K., Suzuki T., Hirabayashi T., Suhara T., Takada M., Higuchi M., Kawasaki K., Minamimoto T.: Chemogenetic attenuation of cortical seizures in nonhuman primates.Nature Communications, 14, 971 (2023)
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