脳研究における生物物理学的アプローチの探索

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09898013
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 葛西 道生 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (40022595)
• 研究分担者: 御子柴 克彦 東京大学, 医科学研究所, 教授 (30051840) ; 曽我部 正博 名古屋大学, 医学部, 教授 (10093428) ; 桐野 豊 東京大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (10012668) ; 村上 富士夫 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (20089882) ; 柳田 敏雄 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (30089883)
• キーワード: 脳 / 情報処理 / 生物物理学 / イメージング / シナプス / 脳研究 / 神経回路形成 / 計測技術

研究概要

脳機能の解明は人類最大の夢である。記憶や思考がどのように脳で行われているか、意志や心がどのようなメカニズムで現れているかを解明することは、人類の知的好奇心を満たすためだけではなく、様々な応用の可能性を開くことが期待できる。近年の分子遺伝学で代表される生物科学の発達、PET、MRIなどで代表される物理的な脳内の現象の計測法の発達、情報処理やコンピューター技術の発達などによって、その解明も不可能ではないと認識されるようになってきた。
本研究班では生物物理学的見地からどのような寄与が脳研究にできるのかを検討するため、脳研究の第一線で研究を行っている研究者と生物物理学の分野で新しい計測技術を開発している研究を班員として、班会議による検討会。若手の研究者の参加を含んだ研究会、更に公開シンポジウムを開催した。具体的な研究会のテーマは、(1)感覚情報処理と学習・記憶で嗅覚情報処理と嗅覚に関連する学習と視覚・脳神経系における光情報伝達系の発生と進化、(2)脳における神経回路形成のストラテジー、(3)生物システムの1分子過程を見る、(4)シナプス前過程への生物物理学的アプローチ、(5)生物物理としての脳研究、(6)膜融合に係わるタンパク質とリン脂質の相互作用をどう解くか?、(7)神経科学とイメージング-生物物理の果たす役割を考えるであった。また公開シンポジウムでは話題は、(1)大脳視覚記憶のニューロン機構、(2)内因性光信号のイメージングによりわかる側頭葉視覚連合野の機能構築、(3)イメージングでなにがわかるのか:シナプス形成の素過程の解析、(3)オピオイド受容体におけるカルシウムシグナリング、(4)脳の形態形成と高次機能発現の分子メカニズムであり、広く脳研究の現状についての解説であった。これらの活動によって脳研究の現場で活躍している研究者、生物物理学の分野で活躍している研究者、また、これらの研究に興味を持つ研究者などを多く集めることができた。これらの結果をふまえ、新しい特定研究の計画を検討することになった。

研究成果

• [文献書誌] K. Kiyosue: "Selective formation of silent synapses on immature postsynaptic cells in cocultures of chick neurons of different ages." Dev. Brain Res.99. 201-207 (1997)
• [文献書誌] J. A. Del Rio: "A role for Cajal-Retzius cells and reelin in the development of hippocampal connections." Nature. 385. 70-74 (1997)
• [文献書誌] Y. Kikuchi: "Ocular and cerebellar defects in zebrafish induced by overexpression of the LIM domains of the Islet-3 LIM/Homeodomain protein" Neuron. 10. 369-382 (1997)
• [文献書誌] T. Suzuki: "Phosphorylation of Alzheimer's beta-Amyloid Precursor-like Proteins" Biochemistry. 36. 4643-4649 (1997)
• [文献書誌] N. Suzuki: "Sapecin B, a Novel Fly Toxin, Blocks Macroscopic K^+ Currents in the GH3 Rat Pituitary Cell Line" Am. J. Physiol.273. C289-C296 (1997)
• [文献書誌] T. Iijima: "Endorhinal-hyppocampal interactions revealed by real-time imaging" Science. 272. 1069-1232 (1997)
• [文献書誌] S. Goshima: "Effects of alkali metal cations on the labellar water receptor cell of the freshfly, Boettchereisca peregrina." J. Insect Physiol.43. 1031-1038 (1997)
• [文献書誌] W. Yu: "Hypotonically induced whole cell currents in A6 cells: relationship with cell volume and cytoplasmic Ca^<2+>" Jpn. J. Physiol.47. 553-565 (1997)