1. No category

資料 １
Proposal for Japan Brain Initiative (仮題)
記憶を軸にした認知、情動、意思決定、
高次機能の神経回路の研究
利根川 進
1
“You, your joys and your
sorrows, your memories
and your ambitions, your
sense of personal
identity and free will, are,
in fact, no more than the
behavior of a vast
assembly of nerve cells
and their associated
molecules.”
2
Increasing Complexity in Study of Neuroscience
Molecules
Synapse
Single Neuron
Cortex
Amygdala
Hippocampus
Organism
Brain
Hippocampus
Functional
Brain System
Neuronal
Ensembles
3
Selected Samples of Tissue-specific Cre Transgenic Mice
Striatum
Olfactory bulb
Hippocampus
Amygdala
Periform Cortex
Thalamus
Accumbens
VTA
Hypothalamus
Basal forebrain
Cortex L6
Cerebellum
Modified from Genesat project Website
4
Optogenetics Technology
470nm
589nm
ChR2
NpHR
Modified from Deisseroth (2011) Nature Methods
5
6
6
Spatial Navigation in Virtual Reality System
Aronov and Tank., Neuron, 2014
7
Wireless Optogenetics
Injectable Optoelectronic Device
A
Human Deep Brain Stim. Device
D
10mm
B
E
1.3 mm
diameter
C
F
8
US and European Brain Research Initiatives
9
日本が独自の切り口から共通の課題の研究をしていく好機
EU
US
Human Brain Project (HBP)
脳神経回路のシュミレーション
Brain Initiative
脳神経回路全体の理解
中国
日本
Brain/ MINDS
“Japan Brain Initiative” （本提案）
10
日本人研究者は、先駆的技術開発に貢献してきた
宮脇敦史
中井淳一
SCALE法の発明: 脳の透明化
GCaMPの発明： 細胞内カルシウムセンサー
11
Importance of Memory-related Neural Circuits
Top-down
Executive Functions
goal-related information
Selection
Bottom-up
(flexibility)
Sensory
Motor
Consolidation
(long-term storage)
Learning and memory
(Hippocampus, basal
ganglia, etc.)
12
広域神経回路の統合的理解を目指した研究課題
研究課題１：
中核的記憶神経回路の研究
大脳皮質
研究課題２：
認知と記憶の統合的神経回路の研究
研究課題３：
情動と記憶の統合的神経回路の研究
前頭葉
後頭葉
側坐核
扁桃体
研究課題４：
意思決定と記憶の統合的神経回路の研究
海馬
研究課題５：
高次機能と記憶の統合的神経回路の研究
研究課題６：
モデリングによる実験と理論の統合
13
研究課題１：中核的記憶神経回路の研究
14
2014年のノーベル医学生理学賞
O’KeefeとMoser夫妻による、海馬の場所細胞の発見
（動物が特定の場所にいるときだけ、発火する）
15
研究課題２：認知と記憶の統合神経回路の研究
喉まで出掛かっているのに思い出せない
記憶を思い出すための回路
そうだ、
鈴木さん
だ！
宮下保司教授
Prefrontal Cortex
Temporal Lobe
Top-down Signal
Feeling of Knowing
誰かはすぐには思い出せないけど、
確かに前に会ったことがあるぞ！
Bottom-up Signal
この人だれ？
16
研究課題３： 情動と記憶の統合的神経回路の解析
扁桃体や海馬をはじめとする、辺縁系が深く関与
海馬
扁桃体
17
研究課題４：意思決定と記憶の統合神経回路の解析
報酬獲得行動及び罰忌避行動の学習に不可欠な神経回路の同定
大脳基底核
Basal Ganglia
大阪バイオ
中西重忠先生
18
研究課題５：高次機能と記憶の統合神経回路の研究
大脳皮質前頭葉の異なる
領域は、行動規則の理解と
田中啓治博士 実行にそれぞれ特異的な
機能を持つ。
19
研究課題６：モデリングによる回路機能の実験とセオリーの統合
大脳皮質のBayesianフィルター仮説
大脳皮質の６層構造
は記憶に基づく先読
みを伴った意思決定
に適している。
銅谷賢治教授
P（st＋n│x1：t−1）＝∫…∬P（st＋n│st＋n−1）…P（st＋1│st）
P（s│t st−1）P（st−1│x1：t−1）dst−1dst…dst＋n−1
20