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システム脳科学分野

神経回路形態部門 <Laboratory of Neural Circuitry>

部門長:藤山 文乃 <Fumino Fujiyama, M.D., Ph.D.>
神経の動作システムを知るために最初に手に入れておくべきは「あらゆる縮尺の正確な神経配線図」ではないでしょうか。従来神経解剖学者はより正確な神経回路図を描くために大きく分けると二つの解析法を用いてきました。一つはニューロンを存在する領域や発現する神経伝達物質などによりタグをつけてマスとして捉えようとする試み。そしてもう一つは単一ニューロンの投射様式をより正確に描こうとする努力です。

当部門では主に学習と運動の連携、つまり「文脈に沿った行動選択」を実現する神経システムを知るために、上記の古典的な手法に遺伝子工学を組み入れた新しい神経形態学を用いて大脳皮質-大脳基底核-視床ループなど中枢神経回路にアプローチすることを目的としています。現在神経集団をマスとして可視化する方法としては小胞性グルタミン酸トランスポーターや樹状突起特異性遺伝子改変動物、単一ニューロンとして可視化する方法としてはウイルストレーサーや傍細胞記録、さらにはシナプス部位での伝達物質や受容体を可視化するためのpost-embedding法などを用いていますが、今後はこれらの手法を組み合わせ発展させることによって神経ネットワークの原理を追求したいと思っています。さらにこうして手に入れた正確な神経回路図をもとに、特定の神経経路が障害される神経変性疾患にアプローチしていきたいと考えています。
研究室代表者名:藤山 文乃 Fumino Fujiyama, M.D., Ph.D.
図1.post-embedding法によるGABAA受容体の同定
図2.単一線条体ニューロンの軸索投射様式

研究テーマ

  1. 大脳皮質-大脳基底核-視床ループの解明
  2. 大脳基底核局所回路の解明
  3. 大脳基底核疾患モデルの解析

主要論文

  1. Fujiyama F., Karube F., Takahashi S. (2015) Morphological elucidation of basal ganglia circuits contributing reward prediction. Frontiers in Neuroscience. 9:1-8
  2. Hioki H, Okamoto S, Konno M, Kameda H, Sohn J, Kuramoto E, Fujiyama F, Kaneko T. (2013) Cell Type-Specific Inhibitory Inputs to Dendritic and Somatic Compartments of Parvalbumin-Expressing Neocortical Interneuron. J Neurosci, 33:544-555.
  3. Fujiyama F., Sohn J., Nakano T., Furuta T., Nakamura K.C., Matsuda W. & Kaneko T. (2011) Exclusive and common targets of neostriatofugal projections of rat striosome neurons: A single neuron-tracing study using a viral vector. Eur. J. Neurosci. 33, 668-677.
  4. Matsuda W., Furuta T., Nakamura K.C., Hioki H., Fujiyama F., Arai R. & Kaneko T. (2009) Single nigrostriatal dopaminergic neurons form widely spread and highly dense axonal arborizations in the neostriatum. J. Neurosci. 29, 444-45.
  5. Fujiyama F., Unzai T., Nakamura K., Nomura S. & Kaneko T. (2006) Difference in organization of corticostriatal and thalamostriatal synapses between patch and matrix compartments of rat striatum. Eur. J. Neurosci. 24, 2813-2824.
  6. Fujiyama F., Kuramoto E., Okamoto K., Hioki H., Furuta T., Zhou L., Nomura S. & Kaneko T. (2004) Presynaptic Localization of AMPA-type Glutamate Receptor in Corticostriatal and Thalamostriatal Axon Terminals. Eur. J. Neurosci. 20, 3322-3330.
  7. Fujiyama F., Hioki H., Tomioka R., Taki K., Tamamaki N., Nomura S., Okamoto K. & Kaneko T. (2003) Changes of immunocytochemical localization of vesicular glutamate transporters in the rat visual system after the retinofugal denervation. J. Comp. Neurol. 465, 234-249.
  8. Fujiyama F., Stephenson F.A. & Bolam J.P. (2002) Synaptic localization of GABA(A) receptor subunits in the substantia nigra of the rat: effects of quinolinic acid lesions of the striatum. Eur. J. Neurosci. 15, 1961-1975.
  9. Fujiyama F., Furuta T. & Kaneko T. (2001) Immunocytochemical localization of candidates for vesicular glutamate transporters in the rat cerebral cortex. J. Comp. Neurol. 435, 379-387.
  10. Fujiyama F., Fritschy J.M., Stephenson F.A. & Bolam J.P. (2000) Synaptic localization of GABA(A) receptor subunits in the striatum of the rat. J. Comp. Neurol. 416, 158-172.

メンバー

藤山 文乃(教授):Fumino Fujiyama, M.D., Ph.D. (Principal investigator, Professor)
苅部 冬紀(特定任用研究員・准教授):Fuyuki Karube, Ph.D. (Research associate professor)
高橋 晋(特定任用研究員・准教授):Susumu Takahashi, Ph.D. (Research associate professor)

リンク

藤山文乃研究室(オリジナルサイト)

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〒610-0394 京都府京田辺市多々羅都谷1-3
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