-分子と神経細胞の動作から、行動はどう生み出されるか-

1.本領域の目的

生命の最も高次な機能発現ともいえる「行動」の基本原理の解明は、生命の理解のための１つの柱であり、我々人間の精神活動を理解する上でも基本的な知的基盤となる。本研究領域では、神経系が行動を作り出す原理を分子の言葉で理解することを目的とする。

2.本領域の内容

行動遺伝学の方法を用いることにより、遺伝子や分子と行動との関係を知ることができる。しかし、これまでの研究では分子と行動との間を隔てる複雑な神経系の構造がブラックボックスとして残り、「どうしてこういう行動が起こるのか」を正確に理解することが困難であった。そこで本研究領域では、単純な神経系を持つモデル生物を主に用いる。これらのモデル生物では生きたままで神経系の多くの部分を顕微鏡の下で観察することができる。分子生物学の方法に加え、最新のイメージング技術を駆使して、重要な分子が神経の中でどう動いているかをリアルタイムで観察する。さらに数理的解析方法を組み合わせて、神経系全体がどう働いて特定の行動を作りだすかという全体像の理解に挑む。　動作原理解明の対象とする行動は、学習・記憶、感覚情報処理、行動選択、交互運動など、複雑な行動を作り出す基本となっている行動エレメントを取り上げる。例えば、記憶は神経系のどこに蓄えられるか、記憶力を低下させる機構があるのか、複数の感覚はどう統合されるか、複数の可能な行動のうちから動物はどうひとつの行動を選ぶかなど、未解明の基本的問題に対する解答を探求する。

3.期待される成果

本研究領域では局所の分子からスタートして全体を見るための各種の方法論を結集する。この活動により新学問領域が形成され、これまでなし得なかった先端的な研究成果が得られると予想される。モデル生物を用いて明らかになった法則は、ヒトを含むより複雑な脳機能の解明の糸口となるであろう。

キーワード

行動遺伝学：
特定の行動に異常のある突然変異体や遺伝子改変動物を用いて遺伝子と行動の関係を研究する手法。
モデル生物：
体制が簡単で研究のために有利な性質をもち研究材料として整備された生物を指す。線虫、ショウジョウバエ、ゼブラフィッシュ等多数存在する。

ハンディーなゲノムとコンパクトなネットワークを持つ生物の利用