【発表のポイント】

• ラットのヒゲ触覚を任意の時空間パターンで作りだす光遺伝学（オプトジェネティクス）システムを開発した（世界初）
• 大脳皮質浅層に存在する神経細胞の入力応答特性を多変量統計学の手法を用いて解析した
• 水平に並んだヒゲへの入力情報に瞬時に反応するとともに、その刺激入力に対する空間的コントラストを積極的に強調している計算論理を発見した
• 複雑な時空間パターンを認識する触覚の仕組みを定量的に解明した

【概要】

東北大学大学院生命科学研究科の劉越人大学院生（現、群馬大学生体調節研究所博士研究員）、八尾寛名誉教授らの研究グループは、同大学院医学系研究科の大城朝一助教、虫明元教授らとの共同研究で、ラットがヒゲで触ったものの形や大きさを瞬時かつ鋭敏に捉える脳のメカニズムを解明しました。本研究は、世界に先駆けて、脳への触覚入力の時空間パターンを光の点滅で作り出したもので、脳の多変量計算論理^注1の解明に貢献することが期待されます。

本研究成果は、英国ネイチャー出版グループのオンライン学術誌「Scientific Reports」に3月8日付で掲載されました。本研究は、文部科学省科学研究費補助金および科学技術振興機構(JST)国際科学技術共同研究推進事業「戦略的国際共同研究プログラム(SICORP)」の支援^注2を受けて行われました。

【用語説明】

（注1） 脳の多変量計算論理：脳において複数の入力情報が統合され、ある意味情報が作られる際に用いられるルールのこと。

（注2） 国際科学技術共同研究推進事業「戦略的国際共同研究プログラム(SICORP)」：省庁間の調整に基づき、文部科学省が特に重要なものとして設定した協力対象国・分野において、相手国の研究支援機関と共同で研究提案を公募・採択し、国際共同研究を支援。

・国際科学技術共同研究推進事業ホームページＵＲＬ：
https://www.jst.go.jp/inter/index.html

・「日本－シンガポール共同研究」採択課題：
本共同研究は、科学技術振興機構(JST)とシンガポール科学技術研究庁（A*STAR）との合意に基づき、戦略的に重要なものとして両者の間で設定した協力分野に関する共同研究を実施することにより、日本とシンガポールの科学技術分野における協力および日本の科学技術の将来の発展に資することを目的としている。

図1　(A) 光刺激システムの見取り図。(B) ラットのヒゲの配列。青で示した4×4の2次元配列を時空間パターン入力に用いた。(C) 大脳皮質浅層神経細胞応答パターンの典型例を示す。ポジティブ（赤）、ネガティブ（青）の色の濃さで応答の程度を表現したヒートマップ。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東京大学物性研究所
東北大学大学院生命科学研究科名誉教授
八尾　寛　（やお　ひろむ）
電話番号： 04-7136-3231
Eメール： hiromu.yawo.c7*tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院生命科学研究科広報室
担当　高橋　さやか （たかはし　さやか）
電話番号： 022-217-6193
Eメール： lifsci-pr*grp.tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）