(MAG)を用いて、神経活動を制御する実験系を確立しています。MAGという化合物は、1グルタミン酸受容体のリガンド結合部位の付近に結合し、2UV領域の光でシス体となり、可視領域の光でトランス体となるアゾベンゼン構造を骨格に有し、3グルタミン酸受容体のリガンドであるグルタミン酸を持ち、UV&可視領域の光を交互に照射することでグルタミン酸作動性神経活動を興奮させることができます。地球上の生物は、約24時間周期の概日リズムを持ち、これを用いて自らの生理機能や行動を約24時間周期で自律的に駆動し、明暗条件などの外界環境によりその位相をリセットします。哺乳類の概日時計の中枢は、脳内の視床下部に存在する視交叉上核(SCN)であり、そこでPeriod1(Per1)遺伝子をはじめとする時計遺伝子の約24時間周期の発現リズムによって、概日リズムが規定されます。Per1遺伝子が発現誘導されることが知られています。MAGの改良型化合物を用いて、SCNの神経細胞を時空間特的に光刺激し、その後におこる概日リズムの変化を観察しました。レポーターで観察できる組換えマウスの脳スライスを用いてタイムラプスにて観察しました。その結果、SCNでは、概日リズムのインプット情報を様々に調整して、強い自律的なペースメーカーの役割を担っていることが明らかになりました。海外研修・留学のススメ概要:ヒト脳活動を高時空間分解能で計測し、解析する技術の開発は、ヒト脳における情報処理原理の理解において極めて重要です。ヒト脳活動を最も高精細に計測することができる方法としてfMRIが知られていますが、計測対象が血流であるため、高速な神経活動をとるうえで時間分解能が不足していると考えられています。したこれまでの常識を打ち破るべく、私が現在挑戦している、超高磁場fMRI信号の超高速計測という新しい研究手法と最新の結果について紹介します。Health)に1年余り留学する機会を得ました。この研究留学は、私の価値観を変革し、研究者としてのあり方を再考するうえで極めて大きな影響を与えるものでした。本講演では、留学中に私が実施した実験結果の紹介とあわせて、あるいはそれよりも強調し、留学に至るまでの準備、現地での経験、今後の展開などをお話する予定です。きれいごとを抜きにした、ありのままの体験談としたい。海外での生活に少しでも興味のある教職員および学生はもちろん、興味が全く無い方にもぜひ来ていただき、私が思うところの「海外研修・留学のススメ」をお伝えできれば幸いです。以下CNN)は脳における情報処理機構をヒントに構成されたもので、従来の機械学習では困難であった、超多次元信号の解析可能な次元数への縮減を実現し、これによって人工知能技術の様々な対象への応用を可能としてきました。本講演ではCNNの内部動作を、脳における視覚情報処理と対比させることによって、その情報処理過程における意義について明らかにします。超大規模なCNNの実現のために、より脳に近い、逆行伝播誤差を用いない学習法についても紹介します。概要:CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集技術により、動物に導入する遺伝子変異の種類や変異を導入する動物種の制約が大幅に少なくなりました。我々の研究室では2種の遺伝性疾患、22q11.2欠失症候群および結節性硬化症に対するモデル動物の作製と解析を行っています。22q11.2欠失症候群は、ヒト22番染色体の微細欠失が原因で、患者の多くでは45の遺伝子の欠失が生じ、約30%が統合失調症を発症します。結節性硬化症は、TSC1もしくはTSC2遺伝子の変異が原因で、細胞増殖・成長に関与するmTOR経路の活性化が生じ、高頻度で自閉スペクトラム症等の精神疾患を発症します。本講演では、変異動物を用いた精神疾患モデル動物の現状と課題について議論したいと考えています。共同研究において、認知・運動介入を実現するためのツールとして,高精度拡張/仮想現実(LVAR)と統合された内骨格ロボットスーツ(StillSuit)を開発しています。その目的は,生物学的に合理的な介入による認知・運動機能の強化と回復(生物学的な人間拡張)をもって,日本の直面する超高齢化問題の解決に貢献することです。そのためには、脳機能と運動機能の統合的な理解が欠かせません。内骨格ロボットスーツ開発のための基礎データの収集の一環として,遺伝学と生体力学を組み合わせた新しい枠組みと,モデル生物から得られるディープデータをヒトに外挿する方法について紹介します。将来展望として、脳計算モデルと神経筋骨格モデルを結合する手法についても議論したいと思います。脳・医工学研究センタ。