生物時計の作動原理のシステム理解に向けて哺乳類の概日リズムの中枢は、視床下部の視交叉上核に存在し、多様な特性を持つ約2万個の神経細胞集団が階層的なネットワークを形成する。視交叉上核は網膜から直接の光情報を受けて情報を統合し、脳の他の領域や全身の末梢臓器へとリズム情報を伝え、最終的に睡眠覚醒やホルモン分泌などの約24時間の生理機能を調節する。視交叉上核の神経-グリア細胞ネットワークは、組織全体としては24時間に正確でロバストなリズムを示す一方で、分散培養した細胞はリズム周期が不安定でばらつくことから、組織としての安定性やロバストさは時計細胞の相互作用により生み出されると推定されている。生物時計の次なる全容解明へのブレイクスルーの為には、時計細胞の活動を1細胞〜細胞集団レベルで高時間空間分解能で可視化し、細胞機能を自在に操作することが可能な技術基盤を構築することが必要である。