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脳科学研究の現状について (22 ページ)
出典
| 公開元URL | https://www.lifescience.mext.go.jp/2023/05/6050518.html |
| 出典情報 | ライフサイエンス委員会 脳科学作業部会（第6回 5／18）《文部科学省》 |
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主な成果③（研究基盤）
•
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•
•
マーモセット研究
の基盤確立
野生型マーモセットの維持及び精神・神経疾患
モデルマーモセットの作出
野生型マーモセットを研究者に安定供給できる、マーモセット研究の基盤を確立。
妊娠中のマーモセットに抗てんかん薬であるバルプロ酸を投与して産子を得ることで、
世界で初めて自閉スペクトラム症モデルマーモセット作出に成功（一戸紀孝ら ）。
遺伝子編集技術を用いて自閉スペクトラム症（饗場篤ら）やアルツハイマー型認
知症のモデルマーモセット（佐々木えりか ら）を世界で初めて作出。
本技術を基盤とした各種疾患モデルマーモセット作成を進める予定。
受精卵
受精卵への操作 疾患モデルマーモセット
国立精神・神経医療研究センター 一戸紀孝部長ら 革新脳：「Nature Communications」
令和3年９月 東京大学 饗場篤教授ら 革新脳：「Scientific Reports」 令和3年11月,
実験中央研究所 佐々木えりか部長ら 革新脳
野生型マーモセット
脳アトラス
データベース整備
脳アトラスのデータベースの
公表
• コモンマーモセットをモデル動物として、脳のネットワーク
についてマクロレベルからメゾレベルまでの構造マップや
遺伝子発現データベースを作成し、公開。
• データの拡充を行うとともに、それぞれの病態につなが
る脳領域の同定や、マウスモデルでは明らかにできな
かった遺伝子の脳機能への関与を明らかしていく。
メゾレベル
(1 μm)
色素注入による
神経標識光学顕微鏡
マクロレベル
(~50 μm)
三次元で遺伝子発現を
可視化したMRI画像
MRI脳画像
プラットフォーム
精神疾患MRI脳画像データ等プラットフォームの整備・
公開
• 異なる施設で取得した脳画像データを調和させる方法（ハーモナイゼーション法）を
開発し、多施設から集めた脳MRIデータを一括解析し、共有できる体制を確立。
• トラベリングサブジェクトにより５機種以上のMRI装置間の違いや、国際脳プロトコル
（HARP）に加え、他のプロトコル（HCP（米国）)間の違いのハーモナイズも実現。
14施設にて統一の撮像プロトコルで撮像した複数
• 疾患（自閉スペクトラム症、大うつ、双極性障害、
14施設にて統一の撮像
プロトコルで撮像した複数
統合失調症、強迫症、慢性疼痛、脳卒中など）
疾患（自閉スペクトラム
のMRIデータを多施設・複数疾患データベースとし
症、大うつ、双極性障害、
統合失調症、強迫症、
て整備。
慢性疼痛など）のMRI
データを多施設・複数疾
患データベースとして整備。
トラベリングサブジェクト法による施設間差の軽減を実現
東京大学 小池進介准教授・笠井清登教授, 理研 林拓也TLら｢Neuroimage Clin.｣ 令和3年
国際電気通信基礎技術研究所 川人光男所長ら 国際脳：「Scientific Data」 令和3年
世界最高レベルの解析・計測技術
局所的な化学遺伝学的サイレ
マルチモーダル技術の高度化
細胞レベルで大規模測定する、2光子
ンシングによるネットワーク操作
により種間比較を実現
励起顕微鏡の開発
• マウス大脳皮質2層に存在する16,000個 • 国際共同研究により、マカクサ • 脳の活動を操作する方法（化
以上の単一神経細胞の活動を、9mm2
ル, マーモセットのMRI撮像によ 学遺伝学法）と全脳の活動を
（従来比で36倍）の単一視野面から
見る技術（fMRI）を組み合
る皮質解析技術の向上、マカ
7.5Hzの撮像速度で高感度に測定するこ クサル皮質への神経トレーサー
わせて、サルで一部の脳活動を
とに成功。単一視野面で記録された細胞
一時的に止めた時に、脳のほか
注入による神経解剖等を進め
数と撮像速度としては世界最大・最速。
の部位の活動が変化するかを
ることで、皮質マッピング技術と
見る手法
• これにより、知覚・認知・意思決定・運動
合わせたマルチモーダル技術の
を開発。
などを司る大脳新皮質の情報処理機能
高度化と種間比較を実現。
の解明に貢献。
多モードMRI
画像
理化学研究所脳神経科学研究センター 下郡 智美TLら
革新脳：「PNAS」 令和3年4月
理化学研究所 村山正宜TLら 革新脳：
「Neuron」 令和3年4月
理化学研究所 林拓也TLら
｢Neuroimage｣ 令和３年他
量子科学技術研究開発機構 平林
敏行主幹研究員ら：「Neuron」
令和3年10月
22
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マーモセット研究
の基盤確立
野生型マーモセットの維持及び精神・神経疾患
モデルマーモセットの作出
野生型マーモセットを研究者に安定供給できる、マーモセット研究の基盤を確立。
妊娠中のマーモセットに抗てんかん薬であるバルプロ酸を投与して産子を得ることで、
世界で初めて自閉スペクトラム症モデルマーモセット作出に成功（一戸紀孝ら ）。
遺伝子編集技術を用いて自閉スペクトラム症（饗場篤ら）やアルツハイマー型認
知症のモデルマーモセット（佐々木えりか ら）を世界で初めて作出。
本技術を基盤とした各種疾患モデルマーモセット作成を進める予定。
受精卵
受精卵への操作 疾患モデルマーモセット
国立精神・神経医療研究センター 一戸紀孝部長ら 革新脳：「Nature Communications」
令和3年９月 東京大学 饗場篤教授ら 革新脳：「Scientific Reports」 令和3年11月,
実験中央研究所 佐々木えりか部長ら 革新脳
野生型マーモセット
脳アトラス
データベース整備
脳アトラスのデータベースの
公表
• コモンマーモセットをモデル動物として、脳のネットワーク
についてマクロレベルからメゾレベルまでの構造マップや
遺伝子発現データベースを作成し、公開。
• データの拡充を行うとともに、それぞれの病態につなが
る脳領域の同定や、マウスモデルでは明らかにできな
かった遺伝子の脳機能への関与を明らかしていく。
メゾレベル
(1 μm)
色素注入による
神経標識光学顕微鏡
マクロレベル
(~50 μm)
三次元で遺伝子発現を
可視化したMRI画像
MRI脳画像
プラットフォーム
精神疾患MRI脳画像データ等プラットフォームの整備・
公開
• 異なる施設で取得した脳画像データを調和させる方法（ハーモナイゼーション法）を
開発し、多施設から集めた脳MRIデータを一括解析し、共有できる体制を確立。
• トラベリングサブジェクトにより５機種以上のMRI装置間の違いや、国際脳プロトコル
（HARP）に加え、他のプロトコル（HCP（米国）)間の違いのハーモナイズも実現。
14施設にて統一の撮像プロトコルで撮像した複数
• 疾患（自閉スペクトラム症、大うつ、双極性障害、
14施設にて統一の撮像
プロトコルで撮像した複数
統合失調症、強迫症、慢性疼痛、脳卒中など）
疾患（自閉スペクトラム
のMRIデータを多施設・複数疾患データベースとし
症、大うつ、双極性障害、
統合失調症、強迫症、
て整備。
慢性疼痛など）のMRI
データを多施設・複数疾
患データベースとして整備。
トラベリングサブジェクト法による施設間差の軽減を実現
東京大学 小池進介准教授・笠井清登教授, 理研 林拓也TLら｢Neuroimage Clin.｣ 令和3年
国際電気通信基礎技術研究所 川人光男所長ら 国際脳：「Scientific Data」 令和3年
世界最高レベルの解析・計測技術
局所的な化学遺伝学的サイレ
マルチモーダル技術の高度化
細胞レベルで大規模測定する、2光子
ンシングによるネットワーク操作
により種間比較を実現
励起顕微鏡の開発
• マウス大脳皮質2層に存在する16,000個 • 国際共同研究により、マカクサ • 脳の活動を操作する方法（化
以上の単一神経細胞の活動を、9mm2
ル, マーモセットのMRI撮像によ 学遺伝学法）と全脳の活動を
（従来比で36倍）の単一視野面から
見る技術（fMRI）を組み合
る皮質解析技術の向上、マカ
7.5Hzの撮像速度で高感度に測定するこ クサル皮質への神経トレーサー
わせて、サルで一部の脳活動を
とに成功。単一視野面で記録された細胞
一時的に止めた時に、脳のほか
注入による神経解剖等を進め
数と撮像速度としては世界最大・最速。
の部位の活動が変化するかを
ることで、皮質マッピング技術と
見る手法
• これにより、知覚・認知・意思決定・運動
合わせたマルチモーダル技術の
を開発。
などを司る大脳新皮質の情報処理機能
高度化と種間比較を実現。
の解明に貢献。
多モードMRI
画像
理化学研究所脳神経科学研究センター 下郡 智美TLら
革新脳：「PNAS」 令和3年4月
理化学研究所 村山正宜TLら 革新脳：
「Neuron」 令和3年4月
理化学研究所 林拓也TLら
｢Neuroimage｣ 令和３年他
量子科学技術研究開発機構 平林
敏行主幹研究員ら：「Neuron」
令和3年10月
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