| 研究領域 | ヘテロ群知能：多様な細胞の集団動態から切り拓く群知能システムの革新的設計論 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05106
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 同志社大学 (2022-2023)
名古屋市立大学 (2021) |
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研究代表者 |
金子 奈穂子 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20464571)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2023年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2022年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2021年度: 24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
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| キーワード | 脳室下帯 / 細胞移動 / アストロサイト / 数理モデル / 神経再生 / 群知能 / ニューロン再生 / 脳梗塞 / 新生ニューロン / 鎖状細胞移動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
成体脳内の脳室下帯で産生された新生ニューロンは、細長い細胞塊を作り、交互に足場となりながら、周囲のグリア細胞に作らせたトンネルの内部を移動して、再生に寄与する。しかし、移動・足場形成・トンネル誘導という複数のタスクを交互に分担するヘテロな細胞群としての挙動のメカニズムは不明である。本研究では、この挙動を抽象度の高い数理モデルを用いて群としての移動制御機構を見出すとともに、その基盤となる分子機構を解析し、新生ニューロンが「群」として精緻な脳機能の修復に寄与する群知能的な移動制御メカニズムを解明する。
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| 研究成果の概要 |
成体脳内の脳室下帯で産生された幼若な新生ニューロンは、長距離を高速で移動して神経回路の再生に寄与する。新生ニューロンは細長い細胞塊を作り、交互に足場となりながら移動し、この独特の様式が成体脳内での移動に必須であると考えられるが、細胞群における個々の挙動と集団としての挙動の関係は不明であった。本研究では、群移動を行う新生ニューロンのライブイメージングを行って集団内での個々の細胞の挙動を詳細に解析するとともに、抽象度の高い数理モデルを用いて解析した。群れの中での新生ニューロンの挙動の経時変化・ヘテロ性が群としての移動効率に貢献していることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
再生能力の低い霊長類の脳において、数少ない新生ニューロンの移動を効率化させることは、内在性の細胞を用いた傷害の再生に不可欠である。これまで個々の細胞の挙動を制御するメカニズムについては知見が蓄積されてきたが、集団としての移動制御に関しては非常に知見が乏しい。本研究で、集団内でシンクロしない新生ニューロンの個々の挙動のヘテロ性が集団としての移動効率の向上に重要であることが示唆された。これらの成果は、脳疾患の再生医学的アプローチ開発に有用である。
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