研究課題
ヒト脳の神経回路は、無数の神経細胞から構成されている。精神疾患は、この神経ネットワークの変化が原因と考えられる。したがって、ヒト脳の神経ネットワーク構造を健常例と疾患例で解析・比較すれば、疾患に特徴的な変化を明らかにできる。本研究課題では、主要な精神疾患である統合失調症をとりあげ、健常・疾患各剖検例の脳組織検体を用いて、神経細胞の三次元的なネットワーク構造を解析してきた。解析手法としては放射光X線によるナノトモグラフィ法を用い、大脳の前帯状回を主な解析対象とした。前帯状回は、統合失調症・注意欠陥多動性障害・強迫性障害等との関連が報告されている。この部位で精神疾患に伴う変化を明らかにできれば、発症機構に基づいて治療法を確立するための重要な一歩となる。本年度は、米国アルゴンヌ国立研究所Advanced Photon Source （イリノイ州）、および、SPring-8（兵庫県）において放射光実験を行い、X線像データから三次元像を得た。これまでのデータも含めて、統合失調症例４例と健常例４例で三次元像から構造モデルを構築し、それぞれデカルト座標系で記述された神経ネットワーク構造を決定した。その幾何学的解析から、神経突起の曲率が個人間で異なり、その差が統合失調症で顕著になることを見出した（https://arxiv.org/abs/1804.00404）。これら解析で対象とした前帯状回は、意思決定等の高度な機能を担う脳部位とされている。本研究による成果は、精神疾患での神経ネットワークの変化を細胞レベルで初めて明らかにするだけでなく、ヒトの精神的個性に強固な物理的基盤が存在することを示している。また、脳組織にとどまらず、様々な生体組織・器官の機能を担う微細構造に、ミクロな「顔」あるいは「指紋」とも言うべき個性があることが示唆される。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (4件)
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10.1088/1742-6596/849/1/012042
https://mizutanilab.github.io/
https://arxiv.org/abs/1804.00404
https://github.com/mizutanilab
https://www.youtube.com/user/mizutaniLab
