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ウェイト先端バイオフォトニクスセンター

科学者に会いましょう

ソーク生物学研究所 - ウェイト先端バイオフォトニクス センター - 科学者たちの紹介

科学者に会いましょう

 
アクセル・ニンマーヤーン

アクセル・ニンマーヤーン博士

教授とディレクター
ウェイト先端バイオフォトニクスセンター
フランソワーズ・ジローチェア

革新と発見:

  • ニンマーヤーン研究室は、イメージングと遺伝的アプローチを使用して、中枢神経系 (CNS) に常在する自然免疫細胞であるミクログリアがどのように脳機能の障害を認識して反応するのか、そしてこの知識を炎症状態の制御にどのように活用できるのかを明らかにしました。
  • ニンマーヤーン氏の研究室は、脊髄の細胞が感覚情報をどのようにエンコードしているかを測定するための新しい顕微鏡技術の開発の先頭に立ってきた。 研究チームは、CNSの主要な制御細胞タイプであるアストロサイトが、有害ではあるが無害ではない皮膚刺激に応答して協調した活動を示すことを示した。 この発見は、疼痛障害におけるこれらの細胞の新たな予期せぬ役割を示しています。
  • Nimmerjahnらは、最先端の顕微鏡アプローチを使用して、脳卒中後の血液脳関門（BBB）の破壊を可視化した。 彼らは、さまざまな細胞機構の段階的な障害が脳卒中におけるBBB欠損の原因であることを発見し、この疾患を治療する新たな方法を示唆した。
エドワード・キャロウェイ

エドワード・キャロウェイ

東京大学大学院海洋学研究室教授
システム神経生物学研究室
ヴィンセント・J・コーツ分子神経生物学講座

革新と発見:

  • キャロウェイの研究室は、改変された狂犬病ウイルスを使用してニューロン間の単一の接続を追跡するツールを開発しました。この技術は現在世界中で使用されています。
  • 同研究室は、その新しい回路トレース手法を使用して、運動と意思決定の両方に関連し、パーキンソン病やハンチントン病に関与する脳の領域である大脳基底核の特定の細胞型との接続の詳細なマップを取得した。 これらの研究は、大脳基底核構造内のさまざまな細胞タイプが運動制御と意思決定にどのように寄与しているかについての洞察を提供します。
  • キャロウェイは、目の網膜と脳の細胞間の接続をマッピングし、目と脳が連携して上下または左右を感知できるようにするという唯一の目的を持つ、独特の接続高速道路があることを発見しました。動き。
アダム・ボーマン

アダム・ボーマン

ソークフェロー

革新と発見:

  • ボーマン氏は、広視野画像の高速ゲート制御のための新技術を開発しました。これにより、携帯電話に搭載されているような標準的なカメラ センサーでナノ秒の時間情報をキャプチャできるようになり、時間スケールで XNUMX 桁を橋渡しできます。
  • ボーマンはこの技術を導入して電気光学蛍光寿命顕微鏡法 (EO-FLIM) を可能にし、単一分子感度での蛍光寿命の広視野測定を可能にしました。
  • Bowman は、遺伝的にコード化された電圧インジケーターを使用して、EO-FLIM を使用して、生きた細胞および組織の活動電位とニューロン膜電位をキロヘルツのフレーム レートで記録できることを実証しました。
サミュエル・パフ

サミュエル・パフ

東京大学大学院海洋学研究室教授
遺伝子発現研究室
ベンジャミン・H・ルイスチェア

革新と発見:

  • パフ研究室は、運動活動を制御するための重要な調節ノードを形成する脊髄内のニューロンを発見し、歩行中に脊髄ニューロン活動を視覚化できるマウス系統を開発しました。
  • 研究室が作成したのは、 ビトロ 脊髄性筋萎縮症のモデルを使用して、この疾患で異常をきたす遺伝経路の基本的な基盤を定義します。 同グループはまた、サンディエゴの科学者チームと協力して人間向けのALS治療法を開発した。
  • パフ氏の研究室は、ゲノム配列決定を使用して、遺伝子制御と脊髄発達に関与する分子経路を特定しました。 この知識を利用して、彼らは胚性幹細胞から機能的な脊髄運動回路を作成することに成功した。
ラスティ・ゲージ

ラスティ・ゲージ

東京大学大学院海洋学研究室教授
遺伝学研究室
ヴィおよびジョン・アドラー加齢性神経変性疾患研究委員長

革新と発見:

  • Gage 研究室では、幹細胞技術を使用して研究室で疾患をモデル化しています。 彼らは、統合失調症患者の皮膚細胞から生成されるニューロンが発達の初期段階で機能不全に陥ることを示し、この病気を早期に発見し、潜在的に治療する方法についてのヒントを提供しました。
  • 単一細胞のゲノムを配列決定することにより、ゲージと共同研究者らは、個々のニューロンのゲノム構造が予想以上に互いに異なることを示した。 これは、近縁の個体間の違いを説明するのに役立つ可能性があります。
  • ゲージと彼の同僚は、人間の脳が生涯を通じて新しいニューロンを生成できることを発見しました。 彼はまた、運動と認知機能の向上により、より多くのニューロンを生成する脳の能力が向上することも発見しました。
エイマン・アジム

エイマン・アジム

准教授
分子神経生物学研究室
ウィリアム・スキャンドリング発達椅子

革新と発見:

  • アジムは、運動の特定の特徴を制御するための回路を特定し、運動システムがモジュール構造を持っているという考えを裏付けました。つまり、ある回路は手を伸ばす動作を制御し、別の回路は掴む動作を制御する、といった具合です。彼の研究は、この構造が哺乳類種間で共有されていることを示すのに役立っています。
  • アジム氏は、入ってくる感覚フィードバックの強さを制御する脊髄の抑制ニューロンを調査し、この回路が運動中の手足の安定性を維持するために不可欠であることを示した。
  • アジムは、神経系内で運動指令のコピーを伝達する脊髄回路をマッピングしました。この回路は、脳が進行中の出力を認識できるようにするために役立っています。彼の研究は、これらの内部コピー信号が脳の小脳と呼ばれる部分を経由して伝達され、非常に迅速に動作を更新するために使用され、熟練した行動のスピードと精度を支えていることを示しました。
マーティン・ゴールディング

マーティン・ゴールディング

東京大学大学院海洋学研究室教授
分子神経生物学研究室
フレデリック W. およびジョアンナ J. ミッチェル チェア

革新と発見:

  • ゴールディング研究室は、包括的な遺伝ツールキットと一連の高度な行動検査を確立し、感覚情報を処理し、協調した体の動きを生成する脊髄の回路を機能的に解剖することを可能にしました。
  • ゴールディングは、脊髄神経回路の専門知識を活用して、かゆみや痛みを伝達し制御する経路を定義し、慢性的な痛みやかゆみの根底にある細胞変化についての理解を深めることができました。
  • ゴールディングの研究室は、運動の制御において複数の神経細胞タイプが果たす役割を詳しく説明しました。 これらの回路をより深く理解することは、最終的には運動能力や平衡感覚に影響を与える病気の治療法の開発に役立つはずです。
タルモ ペレイラ

タルモ ペレイラ

ソークフェロー

革新と発見:

  • ペレイラ氏の先駆的な研究は、深層学習を使用して動物のマーカーレス モーション キャプチャを実現し、行動の詳細な定量化を可能にする方法を実証しました。
  • ペレイラ氏と彼のチームは、技術者以外のユーザーでも AI ベースのモーション キャプチャ テクノロジを利用できるようにするオープンソース ソフトウェア ツールである SLEAP を開発しました。 SLEAP は現在、細胞内小器官からジンベエザメに至るまであらゆるものを研究するために世界中の何千人もの研究者によって使用されています。
  • ペレイラ氏と彼のチームは、人工ニューラル ネットワークを使用して実際の脳が情報を処理する方法をシミュレートする方法を示しました。
タチアナ・シャープー

タチアナ・シャープー

東京大学大学院海洋学研究室教授
計算神経生物学研究室
エドウィン・K・ハンターチェア

革新と発見:

  • タチアナ・シャープーは、数学、統計、物理学の高度な手法を使用して、脳と脊髄のニューロンがエネルギーと情報を交換する原理を図示しています。
  • Sharpee は、視覚ニューロンが視覚オブジェクトの形状とテクスチャに対する選択性をどのように組み合わせることができるかについての簡潔なスキームを開発しました。
  • シャーピー氏と共同研究者らは、生物にとって新しいタイプのニューロンを使用することがいつ有利になるかを説明する理論を生み出した。 この理論は、脳内の個別のニューロンの種類をカタログ化し、その数を決定するのに役立つ可能性があります。 この理論を拡張すると、多数のニューロンが共同して入ってくる刺激についてどれだけの情報を伝達するかを計算することが可能になります。 以前は、これは少数のニューロンに対してのみ可能でしたが、現在では、この方法は数千のニューロンを同時に記録する実験手法の能力に追いつくことができます。
テレンス・セノフスキー

テレンス・セノフスキー

教授兼研究室長
計算神経生物学研究室
フランシス・クリックチェア

革新と発見:

  • セジノフスキー研究室は、コンピューターモデリング技術を使用して、脳について私たちが知っていることをカプセル化することを試みるだけでなく、脳細胞が情報をどのように処理、分類、保存するかについての仮説を検証しています。
  • 彼らは、睡眠中に記憶がどのように統合されるか、つまり脳に保存されるかについての新しいモデルを開発しました。 研究者らは、一部の記憶は睡眠中に強化される一方、それほど重要ではないと考えられる他の記憶は失われると仮説を立てた。 脳が記憶をどのように保存するのかをさらに明らかにすることは、研究者がアルツハイマー病などの疾患において記憶がどのように影響を受けるかを理解するのに役立つ可能性がある。
  • Sejnowski は、ニューロンがどのように電気インパルスを伝達するかについてのコンピューター モデルを構築し、細胞チャネルとカリウム電流の間の予期せぬ関連性を発見しました。この XNUMX つの間の密度比がニューロンが適切に発火できるかどうかを決定し、多発性硬化症の症状に関する新しい知識を提供しました。