未踏の脳領域「前障」の機能を解明
理化学研究所（理研）脳神経科学研究センターシステム分子行動学研究チームの吉原良浩チームリーダー、成清公弥研究員（研究当時）、水口留美子研究員（研究当時）、安島綾子研究員らの研究チームは、神経回路遺伝学的手法[1]を用いて、機能未知であった脳領域「前障（ぜんしょう）」が、大脳皮質の「徐波[2]」活動を制御することを発見しました。 本研究成果は、意識レベルや睡眠の調節を担う神経メカニズムの理解につながると期待できます。 前障は、哺乳類の大脳皮質の深部に存在する薄いシート状の脳領域です。この前障はほとんど全ての大脳皮質領野と双方向に神経連絡していることから、その役割として多感覚の統合、注意の割り当て、意識の調節などの仮説が提唱されてきましたが、その実体は未解明のままでした。 今回、研究チームは、前障の神経細胞を選択的に可視化あるいは活動操作できるトランスジェニックマウス[3]を作製し、神経解剖学
神経回路は潜在的な統計学者
理化学研究所（理研）脳神経科学研究センターの磯村拓哉ユニットリーダーらの国際共同研究グループは、どのような神経回路も「自由エネルギー原理[1]」と呼ばれる近年注目される脳理論に従っており、潜在的に統計学的な推論[2]を行っていることを数理解析により明らかにしました。 本研究成果は、自由エネルギー原理の神経基盤への理解を進め、将来的には精神疾患の早期診断・治療への応用や、ヒトのように学習する脳型コンピュータ・人工知能の開発に貢献すると期待できます。 私たちは目や耳から受けた感覚入力が背後の原因からつくられる仕組みを推論することで、将来を予測し適切に行動できます。自由エネルギー原理は、それらを統一的に説明できる脳の理論です。しかし、脳の基本単位である神経細胞やシナプス結合[3]がどのように自由エネルギー原理を実装しているかは未解明です。 今回、国際共同研究グループは、神経活動の方程式から神経生
小脳の大規模可視化に成功
理化学研究所（理研）光量子工学研究センター生命光学技術研究チームの道川貴章研究員（同センターアト秒科学研究チーム研究員、脳神経科学研究センター細胞機能探索技術研究チーム研究員）、宮脇敦史チームリーダー（脳神経科学研究センター細胞機能探索技術研究チームチームリーダー、日本医療研究開発機構「革新的技術による脳機能ネットワークの全容解明プロジェクト」プロジェクトリーダー）らの共同研究グループは、小脳全体で時々刻々と変化する感覚入力をリアルタイムで表現していることを見いだしました。これは従来の考え方を覆す世界で初めての発見です。 本研究成果は、運動障害の新たな治療やリハビリテーション法、ブレイン・マシン・インターフェイス[1]や脳型コンピューターの開発への応用が期待できます。 今回、共同研究グループは、蛍光カルシウムセンサータンパク質を全ての小脳プルキンエ細胞[2]に発現する遺伝子組換えマウスと、
脳の基本単位回路を発見 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）脳科学総合研究センター局所神経回路研究チームの細谷俊彦チームリーダー、丸岡久人研究員らの研究チーム※は、哺乳類の大脳皮質[1]が単純な機能単位回路の繰り返しからなる六方格子状の構造を持つことを発見しました。 大脳はさまざまな皮質領野[2]に分かれており、それぞれ感覚処理、運動制御、言語、思考など異なる機能をつかさどっています。大脳は極めて複雑な組織なため、その回路の構造には不明な点が多く残っています。特に、単一の回路が繰り返した構造が存在するか否かは不明でした。 今回、研究チームは、大脳皮質に6層ある細胞層の一つである第5層をマウス脳を用いて解析し、大部分の神経細胞が細胞タイプ特異的なカラム状の小さなクラスター（マイクロカラム）を形成していることを発見しました。マイクロカラムは六方格子状の規則的な配置をとっており、機能の異なるさまざまな大脳皮質領野に共通に存在して
運動学習の記憶を長持ちさせるには適度な休憩が必要｜休憩の間に運動学習の記憶が神経回路に沿って移動し固定化する
ポイント 一夜漬け（集中学習）より休憩を取りながら（分散学習）の学習が効果的 集中学習の記憶は小脳皮質に、分散学習の記憶は小脳核にそれぞれ保持される 運動学習の記憶が長続きする仕組みを解明、学習中に産生するタンパク質が重要 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、学習の効果を上げるには休憩を取ることがなぜ重要であるのかを、マウスを使った実験で解明しました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）運動学習制御研究チームの永雄総一チームリーダーと岡本武人テクニカルスタッフ、東京都健康長寿医療センター遠藤昌吾部長、群馬大学医学部白尾智明教授らとの共同研究による成果です。 一夜漬けなど短時間の学習（集中学習）によってできた記憶に比べ、適度な休憩を取りながら繰り返し学習（分散学習）してできた記憶のほうが長続きすることは、よく知られています。心理学ではこの現象を「分散効果」
子どもの言語発達に合わせて親もマザリーズ（母親語）の脳内処理を変化 | 理化学研究所
子どもの言語発達に合わせて親もマザリーズ（母親語）の脳内処理を変化 －育児経験、性差、個性により親の脳活動の違いが歴然－ ポイント 言葉を話す前の乳児の母親は、マザリーズを聞いたときの言語野の活動が最も盛んに 「外向性」が高い母親ほど発話運動にかかわる運動野の活動が上昇 他人のマザリーズを聞くだけで、脳内でシミュレーターが作動 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、大人が乳幼児に向かって話しかける際に自然に発してしまう、声高で抑揚のついた独特の話し方「マザリーズ」の脳内処理が、育児経験の有無や性差、性格の違いによって変化し、単なる気持ちの高揚ではなく、言葉を伝えようとする意図の表れであることを突き止めました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）言語発達研究チームの馬塚れい子チームリーダー、松田佳尚研究員と昭和音楽大学のドナ・エリクソン（Donna Eric
長期安定性を誇るブレインマシンインターフェイス（BMI）技術を確立 | 理化学研究所
長期安定性を誇るブレインマシンインターフェイス（BMI）技術を確立 －運動機能や認知感覚機能を代償するBMI技術の実用化に向けて一歩前進－ ポイント 半年以上の長期安定使用が可能な低侵襲慢性留置型ECoG電極を開発 脳の情報を確実にとらえ、意志を読み取るデコーディング性能は世界最高水準を達成 BMI技術のヒト臨床応用への道を拓き、脳の意図を着実に伝える道具の実現に期待 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、従来の手法より低侵襲で長期間使用可能な慢性留置型ECoG電極※1を開発し、サルを使った実験で、数カ月間に渡って安定したデコーディング性能※2を維持する、世界最高水準のブレインマシンインターフェイス（BMI）技術を確立することに成功しました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）適応知性研究チームの藤井直敬チームリーダーとジーナス・チャオ（Zenas Cha
脳細胞の先端が、右ねじの方向に回転することを発見 | 理化学研究所
脳細胞の先端が、右ねじの方向に回転することを発見 －神経突起は、毎分１回のスピードで回転しながら右に曲がる－ ポイント 神経細胞から伸びる神経突起の動きを3次元的に捉えることに成功 回転モーターはミオシンＶ、止めると神経突起は直線的に伸長 左右の脳で同じ右ねじ回転、脳の左右非対称性を生み出すメカニズム解明へ 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、国立大学法人大阪大学（鷲田清一総長）とともに、脳の神経回路を形成する神経細胞の細長い突起部分「神経突起※1」の動きを3次元的に捉えることに成功し、神経突起が時計回り（右ねじ方向）に回転していることを世界で初めて発見しました。理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）神経成長機構研究チームの上口裕之チームリーダーと玉田篤史研究員らが、大阪大学大学院生命機能研究科の村上富士夫教授と共同で研究した成果です。 脳の働きを担う神経回路は、
前頭連合野の中の領域ごとに異なる機能を発見 | 理化学研究所
前頭連合野の中の領域ごとに異なる機能を発見 －規則の主観的価値の素早い変更など、複数の機能要素に分解－ ポイント 規則の記憶の一時的保持や主観的価値の素早い変更などの機能が、異なる領域に存在 一時的に保持した規則の記憶を能動的に参照するなど、知られざる要素が存在 前頭連合野の機能障害の疾病メカニズム解明に手掛かり 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、脳の前部に位置する前頭連合野の外側部、腹側部、内側部などの領域における機能の違いを、世界で初めて明らかにしました。前頭連合野の中で、例えば主溝領域※1（外側部）は状況に最も適合した行動規則を作業記憶（ワーキングメモリー）に保持し、眼窩皮質領域※2（腹側部）は報酬経験に基づいて規則の主観的価値を素早く高め、前帯状溝領域※3（内側部）は規則の作業記憶を行為決定のために能動的に参照し、課題遂行を助けていることが分かりました。これは、脳
脳波で電動車いすをリアルタイム制御 | 理化学研究所
脳波で電動車いすをリアルタイム制御 －Brain Machine Interface (BMI)の新しい脳信号処理技術を開発－ ポイント 信号処理技術を脳波解析に応用し、125ミリ秒で前・右・左の3種類の意思を抽出 脳波の解析結果をその場で確認、システムとのコミュニケーションのこつを効率的に習得 高齢者・要介護者のリハビリ・日常生活の物理的・精神的支援の要素技術に 要旨 独立行政法人理化学研究所（理事長：野依良治）とトヨタ自動車株式会社（社長：豊田章男）、株式会社豊田中央研究所（所長：斎藤卓）、株式会社コンポン研究所（所長：中西清）が2007年に設立した理研BSI－トヨタ連携センター※1（BSI－TOYOTA Collaboration Center：BTCC、連携センター長：木村英紀）は、脳波を用いて、電動車いすを125ミリ秒（1ミリ秒は1000分の1秒）で制御するシステムの開発に成功し
科学と芸術の交差で新しい表現の創出を目指す | 理化学研究所
科学と芸術の交差で新しい表現の創出を目指す - 理化学研究所と東京藝術大学が、3月24日基本協定を締結 - ポイント 音楽と言語に共通する認知構造解明といった共同研究、人材育成などを実施 科学的手法と芸術的感性の結びついた新しい表現の創造へ 8月までに、科学と芸術が交差するシンポジウムを開催 概要 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）と国立大学法人東京藝術大学（宮田亮平学長）は、連携・協力の推進に関する基本協定書を、2009年3月24日に理研の東京連絡事務所で締結します。この協定は、科学と芸術という全く異なる分野がお互いの違いを知ることで、こころや意識を含む森羅万象にこれまでにない見方で迫り、それぞれの表現を深めることを目的としています。 理研では、野依理事長の経営方針に掲げる「文化に貢献する理研」の実現のために、施設整備への助言など研究環境の整備に藝大の教員の協力を仰いできました。
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