研究分野の概略

多様な社会性行動を司る神経ネットワークの機能を、オプトジェネティクスや神経生理学を駆使して解明しています。自閉症スペクトラムの病態解明や、「自我」を構成する神経メカニズムの理解へと繋がることを目指しています。

研究内容の紹介

光遺伝学による社会性行動を司る神経ネットワークの解析

私たちヒトを含めた社会を形成する動物は、集団内の他個体の事を記憶し、そのそれぞれの相手に対して、協調行動や敵対行動などを巧みに使い分けながら接する事で、適応的な社会を形成しています。当研究室では、他個体についての記憶、すなわち「社会性記憶」が海馬の腹側CA1領域にあることを発見し、更に、ある特定の社会性記憶を保持するニューロン集団の興奮を、オプトジェネティクス（光遺伝学）で制御することにより、記憶の人為的な書き換えに成功しました。現在は、記憶にどのように情動情報が付加されて、「好き」や「嫌い」といった、個体と個体の関係性構築のために必須の感情要素が生成されるのかを、神経科学的に解明しています。また、自閉症スペクトラム障害は社会性コミュニケーション能力に異常を示す精神疾患の一つですが、その神経メカニズムについては未知の点が非常に多く残っています。自閉症患者が社会性記憶にも障害を持つ事を足場に、病態原因の解明と新規な治療法の開発を目指しています。

リアルタイムで社会性行動を全自動トラッキングし、社会性記憶を定量します。また、行動実験中に、オプトジェネティクスを用いて標的の神経細胞や神経回路の活動をコントロールしたり、神経生理学的な手法で神経活動をモニタリングします。

最近の研究成果

「友達」を記憶する、海馬の神経活動パターン　〜なぜ自閉症は友達を記憶しづらいのか？〜
記憶を思い出すための神経回路を発見
－海馬の二つの局所回路が記憶の書き込みと想起を分担している－
海馬から大脳皮質への記憶の転送の新しい仕組みの発見
－記憶痕跡（エングラム）がサイレントからアクティブな状態またはその逆に移行することが重要－
他人を記憶するための海馬の仕組み
－記憶痕跡（エングラム）にアクセスし、社会性記憶を操作する－

論文一覧

  1. Ventral CA1 neurons store social memory.
    Okuyama T, Kitamura T, Roy DS, Itohara S, Tonegawa S.
    Science. 2016 Sep 30;353(6307):1536-1541.
  2. A neural mechanism underlying mating preferences for familiar individuals in medaka fish.
    Okuyama T, Yokoi S, Abe H, Isoe Y, Suehiro Y, Imada H, et al.
    Science. 2014 Jan 3;343(6166):91-4.
  3. Distinct Neural Circuits for the Formation and Retrieval of Episodic Memories.
    Roy DS, Kitamura T, Okuyama T, Ogawa SK, Sun C, Obata Y, et al.
    Cell. 2017 Aug 24;170(5):1000-1012.e19.
  4. Engrams and circuits crucial for systems consolidation of a memory.
    Kitamura T, Ogawa SK, Roy DS, Okuyama T, Morrissey MD, Smith LM, et al.
    Science. 2017 Apr 7;356(6333):73-78.
  5. Locus coeruleus input to hippocampal CA3 drives single-trial learning of a novel context.
    Wagatsuma A, Okuyama T, Sun C, Smith L, Abe K, Tonegawa S.
    Proceedings of the National Academy of Sciences. 2018 Jan 9;115(2):E310-E316
  6. An essential role of the arginine vasotocin system in mate-guarding behaviors in triadic relationships of medaka fish (Oryzias latipes).
    Yokoi S, Okuyama T, Kamei Y, Naruse K, Taniguchi Y, Ansai S, et al.
    PLoS Genetics. 2015 Feb 26;11(2):e1005009.
  7. Tagging activated neurons with light.
    Roy DS, Okuyama T, Tonegawa S.
    Nature Biotechnology. 2017 Sep 11;35(9):827-828.
  8. Social memory engram in the hippocampus.
    Okuyama T.
    Neuroscience Research. 2017 Jun 1. pii: S0168-0102(17)30186-4.
  9. Molecular basis of social competence in medaka fish.
    Okuyama T, Yokoi S, Takeuchi H.
    Development, Growth & Differentiation. 2017 May;59(4):211-218.
奥山　輝大　准教授
Teruhiro OKUYAMA
田尾　賢太郎　助教
Kentaro Tao