植田充美 農学研究科教授、青木航 同助教（兼?JSTさきがけ研究員）、松倉秀典 同修士課程学生、山内悠至 同修士課程学生、横山治樹 同修士課程学生（現?A.T. Kearney社）らの研究グループは、明治大学および中部大学と共同で、神経ネットワークの機能を高速に解明するための新しい光遺伝学的操作法「機能的セロミクス」の開発に成功しました。
本研究成果は、2018年7月10日に英国の学術誌「Scientific Reports」のオンライン版に掲載されました。
研究者からのコメント
左から、青木 助教、松倉 修士課程学生、山内 修士課程学生
脳は动物の行动を生み出す中枢であり、多数の神経细胞が相互に繋がりあうことで机能しています。しかしながら、神経ネットワークがどのように行动を生み出すかはわかっていないことが多く、その原因のひとつは、神経ネットワーク机能を网罗的に测定?解析する技术が存在しないことです。そこで本研究では、神経ネットワーク机能を高速に解明する新しい光遗伝学的操作法を开発し、従来存在していた技术的ボトルネックの解消を目指しました。本方法论を用いることで、より深いレベルでの脳机能の解明が可能になると期待されます。
概要
神経科学におけるひとつの目的は、脳が感覚情报を统合して适切な行动を出力するプロセスを理解することです。しかしながら、神経ネットワークは非常に复雑であり、その计算プロセスを理解することは简単ではありません。
本研究グループは、「機能的セロミクス」（functional cell-omics）、すなわち、複雑な神経ネットワークにおいて、ある任意のニューロンが、ある特定の行動に対してどのような機能を持っているかを網羅的かつ高速に探索することのできる新しい方法論を構築しました。
さらに、この方法を线虫の神経ネットワークに适用し、线虫の产卵行动に影响する神経を迅速に同定することに成功しました。本研究成果は、复雑な神経ネットワークがどのように感覚情报を统合して出力するのかという、神経ネットワーク计算モデルを构筑する上で、非常に重要な知见を提供する成果です。
図：従来法と本提案手法の比较
详しい研究内容について
书誌情报
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Wataru Aoki, Hidenori Matsukura, Yuji Yamauchi, Haruki Yokoyama, Koichi Hasegawa, Ryoji Shinya, Mitsuyoshi Ueda (2018). Cellomics approach for high-throughput functional annotation of Caenorhabditis elegans neural network. Scientific Reports, 8(1), 10380.
