~ 米国における最近のニュース ~ One Mind for Research の設立とバイデン副大統領のスピーチ 2011 年 5 月 25 日 One Mind for Research 会議にてバイデン副大統領スピーチ 50 年前にケネディ大統領が宇宙への挑戦について演説したことに関係付けて

脳科学総合研究センター

RIKEN Brain Science Institute

（

_BSI

）

～米国における最近のニュース～

O

ne Mind for Researchの設立とバイデン副大統領のスピーチ

2011年５月２５日

One Mind for Research会議にてバイデン副大統領スピーチ

５０年前にケネディ大統領が宇宙への挑戦について演説したことに関係付けて、Inner Space で

ある脳の可能性の解明と研究の必要性を強調し、 One Mind for Researchへの支持を表明した。

＊One Mind for Research について

パトリック

_{ケネディ前下院議員(ケネディ元大統領の甥)}

が中心となって設立

脳機能の解明と神経疾患、PTSDの減少を目指す

コミッティーメンバー Steven E. Hyman, MD Provost, Harvard University Richard Hodes, MD Director, NIA Thomas Insel, MD Director, NIMH  Story Landis, PhD Director, NINDS  Nora Volkow, MD Director, NIDA

Susan Amara, PhD, Chair President, Society for Neuroscience,University of Pittsburgh 他米国内大学等関係者

http://www.sfn.org/index.aspx?pagename=hpn_gpa_05312011_biden

脳科学総合研究センター（ＢＳＩ）の概要

1.

設立年月

平成９年１０月

2.

設立の目的

日本における脳科学研究の中核的研究拠点として、

理化学研究所に設置

3.

予算額

８３．６億円（平成２３年度予算）

4.

センター長

利根川 進

（平成２１年４月１日～）

5.

人員数

４０３人（平成２３年４月１日現在）

※うち外国人研究者等が約１６％（６３人）

※人件費、施設維持費、

実験動物維持費等を含む。

4

脳神経科学研究の中核的研究機関（

日本における国際的拠点

）：

戦略的研究（ミッション）、基礎研究

設立の趣旨

国等における検討

平成８年４月

日本学術会議「脳研究の推進について（勧告）」

平成８年６月

科学技術庁脳科学の推進に関する研究会「脳科学の時代」

平成９年３月

文部省学術審議会「大学等における脳研究の推進について」

平成９年５月

科学技術会議脳科学委員会決定「脳に関する研究開発についての

長期的な考え方」（脳を知る、脳を守る、脳を創る の３領域）

平成１４年６月

文部科学省科学技術・学術審議会「ライフサイエンスに関する研究開発の

推進方策について」（脳を育む領域を追加）

平成１９年５月

脳科学研究の推進に関する懇談会「脳科学研究ルネッサンス」

－新たな発展に向けた推進戦略の提言－（脳を創る領域から脳に

学ぶ領域へ）

平成２１年６月

長期的展望に立つ脳科学研究の基本的構想及び推進方策について

（第１次答申）

利根川センター長によるＢＳＩ運営のヴィジョン

目的：

ＢＳＩにおける研究の質を高め、そしてさらには、我が国及び海外の

脳科学研究に貢献する。

方法：

１．世界第一級の研究者の確保

２．傑出した可能性を持つ若手ＰＩを採用し、強力に支援

３．運営体制の合理化

４．理研の他のセンターや日本の主要な大学との研究協力の促進

５．海外の主要な脳研究機関との共同研究の続行

6 特別顧問 伊藤正男、甘利俊一

心と知性への挑戦コア

（９チーム, ２ユニット）

センター長 利根川進

和光研究所長

回路機能メカニズムコア

（１５チーム, ４ユニット）

疾患メカニズムコア

（１２チーム, ２ユニット）

先端基盤技術研究コア

（８チーム）

組 織

脳科学研究推進部 情報センター

ﾅｼｮﾅﾙﾊﾞｲｵﾘｿｰｽｾﾝﾀｰ

（ゼブラフィッシュ） 合計 52研究室 （平成23年5月１日現在）

アドバイザリー

･カウンシル 神経情報基盤センター (INCF日本ノード) Ｈ17.4～ 理研BSI－オリンパス連携センター (BOCC) Ｈ19.6～ 理研BSI－トヨタ連携センター (BTCC) Ｈ19.11～

理事長

副センター長 田中啓治、岡本仁、宮脇敦史、大河内眞 研究基盤センター ・板倉智敏

・田中啓治

・岡本仁

・加藤忠史

・宮脇敦史

理研－慶大連携研究チーム 情動情報連携研究チーム FIRST研究支 援機関

7

運営の特徴

Ⅰ

国際性

• 研究員・テクニカルスタッフの

15％（51名）、

ラボヘッドの21％（11名）が外国籍

• 外国人研究者への充実したサポート体制

・会議使用言語、公的文書の英語化

・ヘルプデスクの設置

・構内託児施設への優先入所

・構内住宅の整備

• 日本人研究者のメンタリティー改革

・オープンラボ設置

・公用語は英語と日本語

・研究者間の交流を推進（Brain Lunch, Post‐doc Lunch)

運営の特徴

Ⅱ

ターンオーバー

8

研究室の終了

チーム（ユニット）を終了

２６

チーム（ユニット）を終了予定

（設立～現在）

（今後２年以内に）

１４

若手研究者のチームリーダーへの抜擢（平成２１年度～）

村山正宜チームリーダー

（３２歳）

行動生理学研究チーム （ベルン大学から 平成２２年１月～）

風間北斗チームリーダー

（３２歳）

知覚神経回路機構研究チーム （ハーバード大学から 平成２２年６月～）

・世界の第一線で活躍する若手研究者をリクルートし、ＰＩに抜擢

平成２２年度は、研究者 ６７人を大学・研究機関 等へ輩出 （過去４年間で国内大学の 教授職７名、准教授１１名、 海外大学Professor ３名、 Assistant Professor ５人）

人材の輩出

豊泉太郎チームリーダー

（３２歳）

神経適応理論研究チーム （理研から 平成２３年４月～）

Joshua Johansen

チームリーダー

（３８歳）

（New York Universityから 平成２３年１０月～（予定）） ＢＳＩ任期制研究系職員の過去３年間の転出先状況 （平成２２年３月時点） 8

1. リトリートの開催：年１回

分野を超えた交流

2. 脳科学トレーニングプログラム：年36回

ディスカッション重視の少数精鋭プログラム

３. BSIセミナーシリーズの開催：１0回

各国の著名な研究者を招聘

４. サマープログラムの開催：年１回

修了生519人（51カ国、うち国内88人）／2,077人応募者

５. ブレインランチ

昼休みに行う若手研究者による発表

運営の特徴

Ⅲ

研究者の育成

10

理研BSI‐オリンパス連携センター（平成19年6月設置）

理研BSI‐トヨタ連携センター（平成19年11月設置）

27の民間企業と共同研究契約を締結

産 業 界 連 携 セ ン タ ー の 設 置

産 業 界 連 携 セ ン タ ー の 設 置

○「こころ・知能・機械系における脳科学と技術の統合」を目指す

○「ニューロドライビング」、「ニューロロボティクス」、「脳と健康」の研究領域に取り組む

○脳の機構の解明による新たな技術の実現を通して、社会に貢献する

○「思考操作型電動車椅子」の開発に成功

○最先端のバイオイメージング装置を備えた共同研究開発拠点を整備

○理研は研究者と技術者が行き交う研究・開発のための“活動の場”を提供

○オリンパスは最先端の光学機器の設置、技術者の派遣等を実施

○「技術開発」、「研究支援」、「利用普及・技術移転（教育・訓練）」を柱に活動を実施

積 極 的 な 共 同 研 究 の 実 施

積 極 的 な 共 同 研 究 の 実 施

将 棋 プ ロ ジ ェ ク ト の 推 進

将 棋 プ ロ ジ ェ ク ト の 推 進

プロ棋士が詰め将棋及び必至問題を見て１秒以内に直観的 に次の手を答えたときに活動が高まった大脳基底核 思考操作型電動車椅子

○ （社）日本将棋連盟の協力により実施

○将棋プロ棋士の脳から直観思考のメカニズムを解明するプロジェクトを実施

○直観的思考に係るプロ棋士の脳の活動では、習慣記憶に重要な働きをする大脳

基底核に活動があることを解明

○人間型コンピューター開発の知見確立を目標

富士通（株）、（株）富士通研究所との共同研究

羽生善治名人も実験に参加

運営の特徴

Ⅳ

産業界との緊密な連携交流

INCF

Japan Node

・ニューロインフォマティクス国際統合機構 (International Neuroinformatics

Coordinating Facility：INCF) の日本における窓口

・ニューロインフォマティクスの研究促進と国際協力の拠点

・国内の脳科学研究機関と連携した脳科学に関するデータベースの構築・運用

・データベースやニューロインフォマティクス情報を提供するポータルサイト

の運用

成 果 （

₁

）

臨機応変な行動を生みだす前頭連合野の、

領域ごとの役割を初めて解明

前頭連合野でおこる複雑な行 動制御を複数の要素に分ける ことに成功し、領域ごとに機能 が異なることを明らかにした。 前頭連合野の機能障害による 神経疾患のメカニズム解明へ の手掛かりとなりうる。

(Science

’09)

規則の価値の 素早い変更 規則の作業記憶

サルに道具使用法を訓練後、知性に関連する

大脳皮質で膨張を示す信号を発見

(PNAS

’09)

ヒトに至る霊長類進化の過程で の拡大に対応する脳部位を、実 験的に短期間で膨張させること に成功した。 心と知性の進化メカニズムを探 る研究手段を得た。 膨張した部位（黄色）

プロ棋士の直観は、尾状核を通る神経回路に

導かれることを発見

(Science’11)

将棋のプロ棋士が瞬時に盤面の駒組を認識した後、次の一手を直 観的に導き出すときの脳活動を機能的磁気共鳴画像（fMRI）で測定 し、アマチュアにはないプロ棋士特有の直観的思考回路の存在を実 験的に示すことに初めて成功した。

運動の指令を出す時の、大脳皮質のそれぞれの

神経細胞の役割分担を初めて解明

これまで困難だった、運動中 の動物から、細胞種を同定し て神経活動を測定する技術 を開発し、脳が運動を生みだ す際の細胞の役割分担を明 らかにした。 脳損傷後のリハビリ法の改 良や、ブレイン・マシーン・イ ンターフェイス（BMI）の開発 への応用が期待される。

(Nature Neuroscience 

’09)

12

研究成果 （

₁

）

脳内マリファナ類似物質が、脳発達に重要なこと

を発見

脳内に存在するマリ ファナ類似物質であ る内因性カンナビノ イドが、 脳の抑制性シナプス の機能発達に重要 な役割をもっている ことを発見した。

(Neuron 

’10)

本能や情動行動にかかわる視床下部の遺伝子

データベースを作成

動物の情動や行動に深くかかわ る視床下部について、マウスを 使った遺伝子発現解析を行い、 どの時期に、どの部位で、どんな 遺伝子が発現しているかを網羅 的に同定し、遺伝子データベー スを作成した。

(Nature Neuroscience

’10)

成 果 （

₂

）

進化的に保存された恐怖反応を制御する仕組

みを解明

(Nature Neuroscience   ’

10)

モデル動物のゼブラフィッシュ を用いて、脊椎動物に共通し て保存されている「手綱核（た づなかく）」と呼ばれる脳部分 が、過去の恐怖経験に基づく 行動の選択に重要な役割を果 たしていることを発見した。

自閉症原因遺伝子Shankの機能を解明、

シナプス機能の異常が自閉症を引き起こすことを

裏付ける

ShankとHomerの２つのタンパク質 が神経細胞どうしのつなぎ目（シナ プス）の正常な骨格を作り、神経信 号の正常な伝達に働くことを発見し た。 Shankの異常が原因の自閉症に限 らず、自閉症の一般的な治療法の 確立の手掛かりが期待される。

(Cell

’09)

背側被蓋部 すくみ行動 逃避様行動 手綱核外側亜核 脚間核外側 恐怖反応の選択に重要 （すくみ行動/逃避様行動） 高頻度入力 生後３週ごろ 正常視覚体験 生後３週以後 GABAシナプス成熟 内因性エンドカンナビノイド シナプス長期抑圧誘発 エンドカンナビノイド（eCB）受容体

研究成果 （２）

再生阻害因子が神経細胞の突起をはねのける

仕組みを発見

神経回路の再生を妨げる 分子の作用機序を解析し、 これらの再生阻害因子が 神経突起の形質膜の取り 組みを促進し、神経突起 をはねのけることを世界 で初めて発見し た。

(Neuron

’10)

細胞のストレス応答機構の分子メカニズムを解明

細胞内カルシウム濃度を調 節するたんぱく質 IP3受容体 が小胞体ストレスによって破 壊され、神経細胞死を誘導す ることを世界で初めて発見し た。

(Neuron 

’10)

成 果 （

₃

）

プリオン病の感染力の強さが、プリオンタンパク質

が凝集する過程によって決まる可能性を示唆

酵母プリオンを用いて、感染 力の強いプリオン凝集体は、 オリゴマーを介する特別な過 程で凝集して作られることを 解明した。 プリオン病を含む多くの神経 変性疾患の治療法の開発が 期待される。

(Nature Chemical Biology 

’10)

37℃

4℃

困難とされるハンチントン病の治療に、

新しい遺伝子治療法によってモデルマウスで成功

蓄積する異常タンパク質を細胞内で 分解させる新しい遺伝子治療法を 開発し、モデルマウスで治療に成功 した。 他の神経変性疾患にも応用可能で あり、遺伝子治療の新たな方向性を 示した。

(Nature Biotechnology

’10)

異常タンパク質が分解される様子（下段） 細胞応答 細胞死 Ca2+ Ca2+ IP3R1 IP3R1 GRP78 GRP78 通常状態 小胞体ストレス 神経変性疾患（ハンチントン病など） 反発性ガイダンス分子 誘引性ガイダンス分子 エキソサイトーシス エンドサイトーシス 14

研究成果 （３）

CAPS2が神経栄養因子BDNFの分泌を増強し、

脳回路を正常に発達させることを発見

蛍光イメージング解析により、刺激を受けた神経細胞の分泌顆粒が 放出するBDNF (脳由来神経栄養因子)の量が、分泌調節因子CAPS2 の働きによって増強する動態を初めてとらえることに成功した。

(PNAS

’10)

神経活動の「読み出し」を生きた脳で実現した

光遺伝学ツールを開発

生きた脳内の神経細胞に 生じる電位変化を検出する 光センサーとなる電位感受 性蛍光タンパク質を開発し、 初めてマウスの脳の特定 の部位に遺伝的に組み込 み、ヒゲ1本を刺激すること で生じる脳の神経活動の 様子をリアルタイムで画像 化することに成功した。

(Nature Methods

’10)

細胞内の極微量(nM:ナノモーラ－)レベルのカルシウムイオン (Ca2+)のわずかな濃度変化を超高感度に検出することができる 蛍光性Ca2+センサーを開発することに成功した。カルシウムイオ ン動態の異常が関連する様々な疾病の原因究明や創薬スク リーニングへの応用が期待される。

世界最高の検出感度をもつカルシウムイオン

センサー“カメレオン-Nano”を開発

成 果 （

₄

）

頭皮や毛髪の上から、手足の運 動をイメージした時の脳波を正 確に測定し、遅れることわずか 0.1秒で電動車いすを制御できる システムを開発した。 医療やリハビリテーションを中心 とした広い分野で応用可能なブ レイン・マシン・インタフェイス （BMI）システムとして、今後の発 展が期待される。

脳波で電動車いすをリアルタイム制御

－ブレイン・マシン・インタフェイス(BMI)の新しい

脳信号処理技術を開発－

(Nature Methods

’10)

15

研究成果 （４）