研究グループ紹介

  • *印の付いている教員は,博士前期・後期課程の大学院生の受け入れが可能です.
  • #印の付いている教員は,博士前期課程の大学院生のみ受け入れ可能です.
  • The faculty members with an asterisk can accept both Master’s and Doctoral students.
  • The faculty members with a hash mark can accept Master’s students.

解剖学・神経科学グループ
Anatomy and Neuroscience Group

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  • *武井 陽介(医学医療系 教授) ytakeimd.tsukuba.
  • 首藤 文洋(医学医療系 講師)
  • 佐々木 哲也(医学医療系 助教)
  • *Yosuke Takei (Professor, Faculty of Medicine)
  • Fumihiro Shutoh (Lecturer, Faculty of Medicine)
  • Tetsuya Sasaki (Assistant Professor, Faculty of Medicine)

統合失調症や自閉症などの精神神経疾患には病態の理解に基づく根本的治療法がなく、多くの患者さんが症状と社会不適応に悩んでいます。これらの疾患の背景にはニューロンの機能や形態の異常が存在し、それは遺伝要因と環境要因の複合的な影響によってもたらされます。私たちは精神神経疾患の病態を分子レベルで解明し、治療や予防へと繋げることを目標に、以下のテーマに注目して研究を行っています。

  1. ニューロンの細胞内輸送機構
  2. ニューロンの細胞内輸送の破綻と精神神経疾患
  3. 免疫異常と脳の発達・機能異常
  4. 精神神経疾患のマウスモデル研究

Our goal is to elucidate the pathogenesis and pathophysiology of schizophrenia and autism. In these illnesses, neuronal morphology and function are affected by a combination of genetic and environmental factors. A better understanding of the molecular mechanisms underlying these illnesses is important as it will lead to the future development of novel methods of treatment and prevention. Our current research is focusing on the following four areas:

  1. Mechanisms of intracellular transport in neurons.
  2. Mental illnesses based on the disruption of intracellular transport machinery.
  3. Neuronal abnormalities caused by immunological abnormalities.
  4. Analysis of mouse model of mental illnesses.

発達神経生物学グループ
Developmental Neurobiology Group

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  • #志賀 隆(医学医療系 教授) tshigamd.tsukuba.
  • #Takashi Shiga (Professor, Faculty of Medicine)

ゲノム脳科学・病態制御学グループ
Brain Genomics and Therapeutics for Neuropathy Group

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  • *増田 知之(医学医療系 准教授) tmasumd.tsukuba.
  • *Tomoyuki Masuda (Associate Professor, Faculty of Medicine)

ヒトひとりひとりの遺伝子は基本的に不変です.言い換えるならば,ヒトの遺伝子配列そのものは,生涯ほとんど変化しません.ところが,脳疾患,中でも精神疾患・神経変性疾患では,あたかも遺伝子が変化・破綻したかのような症状が現れることが知られています.遺伝子配列は変化しないのに,どうしてそのようなことが起きるのでしょうか?近年,分子生物学が急速に進展した結果,その謎を解く鍵が「DNAのメチル化」にあることが判ってきました.私たちは,脳(主に神経細胞)のゲノムにおけるDNAメチル化を調べることで,アルツハイマー病に代表される神経変性疾患の分子レベルでの包括的な理解を目指しています.ゲノム脳科学に興味のある方の参加を待っています.

The mechanisms and pathogenesis of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease, and psychiatric disorders, such as schizophrenia and depression, are still largely unknown, and effective treatments have not been developed. Recent studies using the patient's brains have shown that DNA methylation in the brain caused by external stimuli may be closely related to the onset and pathology of these diseases. We will examine which methylated gene regions may be involved in the pathogenesis, and aim for the development of effective treatments for these diseases.

認知行動神経科学グループ
Cognitive and Behavioral Neuroscience Group

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  • *松本 正幸(医学医療系 教授) mmatsumotomd.tsukuba.
  • *山田 洋(医学医療系 助教)
  • 國松 淳(医学医療系 助教)
  • *Masayuki Matsumoto (Professor, Faculty of Medicine)
  • *Hiroshi Yamada (Assistant Professor, Faculty of Medicine)
  • Jun Kunimatsu (Assistant Professor, Faculty of Medicine)

我々の研究室では、注意や記憶、推論、学習、意思決定などの心理現象を実現する脳のメカニズムを解明することを目的としています。そのため、ヒトに近い脳の構造を持つサルに様々な認知行動課題をおこなわせ、その際に脳がどうのように活動するのかを電気生理学的な手法を用いて調べています。また、その活動を薬理学的、光・化学遺伝学的に操作することにより、脳の活動が行動制御に果たす役割を解析しています。特に現在は、その機能異常が精神疾患とも深く関わるモノアミン神経群に着目し、これらの神経群が心理現象に果たす役割を神経回路レベルで研究しています。

The goal of our research is to understand neural mechanisms underlying cognition such as attention, memory, prediction, learning and decision making. In particular, we are investigating the role of monoamine systems, such as dopamine and serotonin, in cognitive functions. Experiments in our laboratory center on the brain of awake behaving monkeys as a model for similar systems in the human brain. Using electrophysiological, pharmacological, optogenetic and chemogenetic techniques, we examine what signals monoamine neurons convey while monkeys are performing cognitive tasks and how the signals, released monoamine, work in targeted brain areas to achieve the tasks. These studies will provide more mechanistic accounts of cognitive disorders.

分子行動生理学グループ
Molecular Behavioral Neuroscience Group

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  • *櫻井 武(医学医療系 教授) sakurai.takeshi.gfu.tsukuba.
  • 平野 有紗(医学医療系 助教)
  • *Takeshi Sakurai (Professor, Faculty of Medicine)
  • Arisa Hirano (Assistant Professor, Faculty of Medicine)

神経ペプチドはさまざまな神経機能の調整・制御にかかわり、多彩な生理機能に関与しています。私たちは、新規生理ペプチドの同定とその機能解析を通して、未知の生理機能の解明と、その作用機序を明らかにしてきました。神経科学的解析から、臨床応用を視野に入れた解析までを取り扱い、以下のテーマで研究活動を行っています。

  1. 睡眠覚醒制御機構の解明
  2. 社会行動を制御する神経経路の解明
  3. 冬眠様状態を制御する神経機構の解明

We are interested in neuropeptides, which play a variety of roles in regulation of the central nervous system. We have tried to identify novel neuropeptides by various biochemical searches, and define their physiological functions by neuroscientific approaches. Through these processes, we are currently performing researches in:

  1. Deciphering the neuronal mechanisms that regulate sleep/wakefulness states.
  2. Revealing neuronal pathways that regulate social behavior and social distance.
  3. Analyzing the neuronal mechanisms that control regulated hypometabolism.

神経生理学グループ
Neurophysiology Group

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  • 小金澤 禎史(医学医療系 助教)
  • Tadachika Koganezawa (Assistant Professor, Faculty of Medicine)

脳による血液循環および呼吸運動の微細なコントロールは生体の恒常性維持にとって重要な役割を果たしています。それゆえ、これらのシステムが正常に働かない場合には、重大な疾患をもたらすことになります。しかしながらその実態については、未だに多くが不明なままです。当研究室では、そのブラックボックスを明らかにするために、げっ歯類のin vivo標本およびin situ標本(経血管灌流標本)を用いて、主に電気生理学的手法を用いた循環調節中枢および呼吸中枢の詳細な解析を行っています。現在、特に、①循環調節中枢の化学受容性についての解析、②呼吸-循環連関についての解析、③それらの破綻によってもたらされる疾患の解析を行っています。

Cardiovascular and respiratory regulation by the central nervous system plays crucial roles in human homeostasis. Disorder of this regulatory system causes serious problems in a living body. Despite this, it has been remained that lots of unknown mechanisms in the cardiovascular and respiratory centers. In order to investigate these mechanisms, we are electrophysiologically approaching to mechanisms of cardiovascular and respiratory regulation by the central nervous system using in vivo preparation and in situ preparation (arterially perfused preparation) of rodents. At present, we are especially studying that I) the chemosensitive mechanism in the cardiovascular center, II) the relationship between cardiovascular and the respiratory centers (cardiorespiratory coupling), and III) diseases which induced by disorder of these systems.

記憶・睡眠学グループ
Memory and Sleep Group

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  • *坂口 昌徳(国際統合睡眠医科学研究機構 准教授) masanori.sakaguchigmail.com
  • *Masanori Sakaguchi (Associate Professor, WPI-IIIS)

睡眠が記憶に果たす役割

神経科学の技術革新により、記憶はその情報を担う神経細胞集団の活動パターンに還元できることが明らかになった。例えば、空間情報を担う神経細胞の活動パターンの一部が, 睡眠時にも観察される. この様に、日中の経験が睡眠中に再現されることが記憶の固定化に重要であり、その過程で夢などが引き起こされると考えられている。しかし、それが神経細胞にどの様な変化を引き起こし、長期的な記憶に影響するかは不明な点が多い。私たちのグループは, 最新の光イメージング・遺伝学技術を用いてこの課題に取り組んでいる。これらの基礎研究の成果を通じ、記憶障害を克服する治療法の開発に役立てることを目指している。

Mechanisms of memory consolidation during sleep

Previous studies suggest that sleep is important for memory formation. For example, neurons that are activated during learning are re-activated during sleep. This reactivation is thought to be responsible for memory consolidation. However, its mechanism is still unclear. In rodents, each sleep episode is very short in duration, making sleep stage-specific investigation of the function of neurons technically challenging. Our group aims to overcome these challenges by utilizing the advanced techniques of optogenetics to manipulate neurons during specific stage of sleep. Our goal is to clarify the mechanisms by which neurons incorporate into memory circuits during sleep, which could contribute to the prevention or treatment of memory disorders.

システムズ薬理・行動学グループ
Systems Pharmacology and Behavior Group

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  • *ミハエル ラザルス(国際統合睡眠医科学研究機構 准教授) lazarus.michael.kau.tsukuba.
  • *大石 陽(国際統合睡眠医科学研究機構 助教)
  • *Michael Lazarus (Associate Professor, WPI-IIIS)
  • *Yo Oishi (Assistant Professor, WPI-IIIS)

当研究室では、脳が睡眠や覚醒意識を調節するための細胞・神経基盤の理解に取り組んでいます。動物の行動や脳波における特定の神経集団の機能を調べるため、神経活動操作(光遺伝学・化学遺伝学・光薬理学)、神経活動記録、in vivoイメージング(光ファイバ内視鏡)などを活用しています。現在までに、なぜコーヒーで目が覚めるのか、なぜ退屈な時に眠くなるのか、どのようにレム睡眠不足がジャンクフードへの欲求を増加させるかなどについて、成果を出してきました。また、睡眠量が極端に少ないショートスリーパーのようなマウスを作成・利用し、睡眠の機能や制御機構を調べる研究も行っています。

The investigative focus of our laboratory is the cellular and synaptic basis by which the brain regulates sleep and wakeful consciousness. Our experiments seek to link the activity of defined sets of neurons with neurobehavioral and electroencephalographic outcomes in behaving animals by using innovative genetically or chemically engineered systems (optogenetics, chemogenetics or optopharmacology) in conjunction with recording of the electrical activity produced by the brain or in-vivo imaging (e.g. fiber-optic endomicroscopy). Thereby, we made key contributions to our understanding of sleep/wake behaviors, for example, why coffee wakes us up, why we fall asleep when bored, or how REM sleep loss increases the desire for junk food.

睡眠神経科学グループ
Neuroscience of Sleep Group

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  • *本城 咲季子(国際統合睡眠医科学研究機構 助教) honjoh.sakiko.gfu.tsukuba.
  • *Sakiko Honjoh (Assistant Professor, WPI-IIIS)

私たちは長時間起き続けるとどんどん眠くなり、その後の睡眠は長く深くなります。また、起きている間に大脳皮質が活発にはたらくと、活発に働いた脳領域の眠りは、働かなかった脳領域の眠りより深くなります。私たちはこの「睡眠と覚醒の相互作用」を理解するために、私たちはマウスを長時間覚醒状態に置いた後に睡眠をとらせ、その間に脳で起こる神経発火や遺伝子発現の変化を調べる実験を行っています。個体レベルでの睡眠覚醒状態だけでなく、睡眠圧の指標であり記憶の固定化にも重要な徐派脳波にも着目しています。

We are interested in homeostatic sleep/wake regulation in behavioral vigilance states (e.g., mice sleep longer after when they stayed awake longer) and in cortical neural activity (e.g., a cortical region sleeps deeper when the region has been active during prior waking). Several wake, non-REM sleep, and REM sleep-promoting or -inhibiting areas have been identified. To understand the nature of the homeostatic regulation, using mice, we investigate what kind of changes the critical sleep/wake regulating centers undergo during persistent waking and subsequent sleep. As for the cortical activity, we focus on slow wave, a hallmark of NREM sleep EEG. Though it is the best marker for sleep need so far and it plays important roles in sleep-dependent memory consolidation, the underlying neural circuits remain largely unknown. Currently we investigate the role of thalamic matrix cells in slow wave generation.

睡眠心理生理学グループ
Human Sleep and Psychophysiology Group

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  • *阿部 高志(国際統合睡眠医科学研究機構 准教授) abe.takashi.gpu.tsukuba.
  • *Takashi Abe (Associate Professor, WPI-IIIS)

私たちの研究室では,睡眠や眠気とヒトの心や行動との相互作用およびその原理の解明を目指して,次の2つのテーマで研究を行っています。(1)眠気の理解:睡眠不足の状態では,覚醒度が下がり,パフォーマンスが低下しますが,このときの刺激に対する反応時間を見てみると,速く反応できる時と,眠気に耐えられずに反応が遅れてしまう時が現れます。この現象の特徴や,神経学的・生理学的基盤を明らかにするための研究を進めています。また,従来の睡眠・覚醒モデルでは説明ができない眠気の要因を明らかにするための取り組みも行っています。(2)睡眠の心理学的機能の解明:NREM睡眠やREM睡眠の心理学的機能に関する検討を行っており,睡眠中に刺激を呈示することで睡眠に介入し,その心理学的影響を検討しています。

Our laboratory aims to understand how sleep and sleepiness relate to the human mind and behavior. Currently, we are conducting research on two main topics. (1) Understanding sleepiness: It is well known that sleep loss causes fluctuations in response times. This phenomenon is called “state instability.” We are conducting studies to elucidate the characteristics of state instability and the neural and physiological basis of this phenomenon. In addition, we are also investigating the factors that determine “sleepiness” that cannot be explained by conventional sleep-wake models. (2) Understanding the psychological functions of sleep: This research is being conducted in order to understand the psychological functions of human sleep. In particular, we are investigating the psychological effects of sleep intervention by administering stimuli during sleep.

行動神経科学グループ
Behavioral Neuroscience Group

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  • *山田 一夫(人間系 教授) kayamadahuman.tsukuba.
  • *Kazuo Yamada (Professor, Faculty of Human Sciences)

行動神経科学分野では、ヒトの心(精神) のメカニズムを知ろうとする心理学の一分野 として、動物やヒトの行動の機能を生物学的、とくに神経学的基盤のもとに解明することを目指しています。なかでも本分野では、とくに記憶・学習のような,ヒトや動物の経験による行動の変容に焦点を当てて研究しています。具体的には、ラットを用いて、

  1. 動物の記憶・学習能力を測定する方法の開発
  2. これらの記憶・学習課題での成績に及ぼす脳損傷、神経毒投与、薬物投与の影響
  3. 記憶障害を有する各種神経変性疾患のモデル動物の開発
  4. 学習・記憶過程における神経伝達物質,伝達物質受容体の関与やその機構

に興味を持ち、研究を進めています。

Behavioral Neuroscience Field is trying to clarify the biological and neural mechanisms of various human and animal behaviors. We especially focus on the neural mechanisms of learning and memory in rats: to develop methods to measure animal learning and memory, to examine the effects of brain lesions, neurotoxin treatment and drug treatment on learning and memory, to develop animal models of neural degeneration disease that includes memory disorder, and to analyze the involvement of neurotransmitter and receptor systems in memory and learning processes. We also work with the evaluation of psychotropic drugs using animal models of psychological and psychiatric diseases.

感覚知覚心理学グループ
Psychology of Sensation and Perception Group

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  • *綾部 早穂(人間系 教授) sahoayahuman.tsukuba.
  • *Saho Ayabe (Professor, Faculty of Human Sciences)

知覚は個人の経験(記憶)に基づきます。そして、ある対象に対して、好き嫌い、快不快を感じることは、多くの場合は、この対象をどのように知覚するのかということに依存します。また知覚は文脈の影響も強く受けます。知覚学習、記憶、快不快感、構え、文脈、感覚間相互作用をキーワードに、様々な感覚モダリティ(特に、嗅覚と味覚)を通して、ヒトの知覚の機序の解明に近づくことを研究の目標としています。

Perception is based on individual experience (memory). The likeness or pleasantness of an object in the external environment often depends on how the object is perceived. Perception is also strongly influenced by context. The research goal of our lab. is to approach the elucidation of the mechanism of human perception through various sensory modalities (especially, olfaction and taste sensation), using perceptual learning, memory, hedonics, set, context, and inter-sensory interaction as keywords.

行動神経内分泌学・行動神経科学グループ
Behavioral Neuroendocrinology and Behavior Neuroscience Group

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  • #小川 園子(人間系 教授)  ogawakansei.tsukuba.
  • *高橋 阿貴(人間系 准教授) aktakahahuman.tsukuba.
  • #Sonoko Ogawa (Professor, Faculty of Human Sciences)
  • *Aki Takahashi (Associate Professor, Faculty of Human Sciences)

本研究室は、攻撃行動や、性行動、社会的認知など社会行動を主な研究対象とし、その基盤となる脳内機構、神経内分泌機構について、遺伝子、分子、組織、生理等のレベルでの解析を通して明らかにすることを目指しています。マウスを用いて詳細な行動解析を行うとともに、遺伝子ノックダウンや光遺伝学、化学遺伝学の手法などを組み合わせることによって、社会性の形成や維持を支える脳の働きと仕組みを解き明かそうとしています。

Our laboratory studies social behaviors such as aggressive, sexual, and social recognition to understand neural and neuroendocrine mechanism of those behaviors from genetic, molecular, anatomical and physiological levels by combining detail behavioral analysis with neuroscience techniques such as gene knockdown, optogenetics, and chemogenetics using mouse model.

行動神経科学・神経生理学グループ
Behavior Neuroscience Group

  • #コンスタンティン パブリデス(人間系 教授)
  • #Constantine Pavlides (Professor, Faculty of Human Sciences)

動物心理学グループ
Animal Psychology Group

  • 加藤 克紀(人間系 准教授)
  • Katsunori Kato (Associate Professor, Faculty of Human Sciences)

多くの思想家が動物の心あるいは魂について思索を巡らせてきました。学問としての動物心理学はダーウィンの進化論に端を発し、系統だった動物実験が19世紀末から始まりました。動物心理学の研究では、観察可能な行動の(1)近接因、(2)発達、(3)機能、(4)進化の解明を通して、動物の心について考察します。私たちは、(1)と(2)を中心に(3)とも多少関わりながら,マウスの心の在り方について研究しています。以下のようなテーマが進行中です。

  1. 成育環境が雄マウスの社会行動に及ぼす影響について
  2. 新奇場面の空間構造とマウスの移動活動に見られる慣れの関係について
  3. マウスの視知覚の特性について

Many thinker have considered animal mind or soul for a long time. Animal psychology as an academic discipline arised from the situation in which Darwinism prevailed and systematic experimental research started at the end of 19th century. Studies in animal psychology approach the problem of animal mind through examining (1) proximal causes, (2) development, (3) functions, and (4) evolution of observable behaviors of animals. We investigate the nature of mouse mind mainly from (1) and (2), in some extent from (3) as well. The following themes are in progress.

  1. Effects of rearing conditions on social behaviors of male mice.
  2. Relationship between spatial structure of novel situations and habituation in locomotor activities.
  3. Properties of visual perception in mice.

精神神経学グループ
Psychiatry and Neurology Group

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  • *新井 哲明(医学医療系 教授) 4632tetsumd.tsukuba.
  • *太田 深秀(医学医療系 准教授)精神神経学
  • 根本 清貴(医学医療系 准教授)精神神経学
  • 井出 政行(医学医療系 講師)精神神経学
  • *Tetsuaki Arai (Professor, Faculty of Medicine)
  • *Miho Ota (Associate Professor, Faculty of Medicine) Psychiatry and Neurology
  • Kiyotaka Nemoto (Associate Professor, Faculty of Medicine) Psychiatry and Neurology
  • Masayuki Ide (Lecturer, Faculty of Medicine) Psychiatry and Neurology

現代社会ではうつ病や発達障害、認知症といった、いまだ病気の全体像が解明されていない疾患に悩まされる患者様が数多くいらっしゃいます。この「脳」と「こころ」の相互作用により引き起こされる症状を明らかにするためには薬理学、生理学、分子遺伝学、神経画像学などに基づく生物学的側面と、精神病理学、心理学などに基づく心理学的側面の両方に対する深い知識と理解が必要です。我々の研究グループでは精神疾患の病因を明らかにし、よりよい治療法を開発するために日夜研究を行っております。都心から45分という利便性があり、科学と自然と文化のバランスのとれたこのつくばの地で、新たな精神医療の発展につながるような研究に共に取り組んでいきましょう。

Nowadays, there are many patients suffering from the diseases of which the whole aspect has not yet been elucidated, such as depression, neurodevelopmental disorders, and dementia. To clarify the symptoms caused by the interaction between the "brain" and "feeling", pharmacology, physiology, molecular genetics, neuroimaging and other biological aspects, as well as psychopathology and psychology were fully required. Our research group work to elucidate the etiology of mental illness and to develop better treatments. Let's work together on research that will lead to the development of new psychiatric care in this Tsukuba area that is 45 minutes from the city center and has a balance between science, nature and culture.

老年臨床心理学グループ
Clinical Geropsychology Group

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  • *山中 克夫(人間系 准教授) kyamanakhuman.tsukuba.
  • *Katsuo Yamanaka (Associate Professor, Faculty of Human Sciences)

私たちの研究室では、主に認知症の人に対する心理社会的アプローチの開発や効果の検証を行っています。特に私たちが重視しているのは、実証性のある実践アプローチを開発することです。私の研究室では、次のような学術テーマに興味のある学生や研究者を歓迎します。

  1. 認知症の人に対する心理社会的アプローチの開発
  2. 認知的働きかけや回想法など、認知症ケアのためのグループ活動
  3. 認知症の人のチャレンジング行動(認知症の行動心理症状)への個別介入(応用  行動分析や認知行動療法など)
  4. 介入の効果検証のための認知症の人々の認知機能、気分および行動の状態を理解するための評価法開発
  5. 高齢化、認知症に対するイメージや社会的態度の研究と、そうした研究成果に基づく啓発や環境づくり

Our laboratory has been mainly studying psychosocial approaches for people with dementia, and the development of assessments to examine their effects, for a long time. It is important for us to bridge evidence with practices. We welcome students and researchers interested in the following academic themes which are being studied in my laboratory:

  1. Psychosocial approaches for people with dementia
  2. Structured group activities for people with dementia, such as cognitive stimulation and reminiscence therapy
  3. Individual interventions to challenging behaviors in people with dementia, such as applied behavioral analysis and cognitive behavioral therapy
  4. Assessments to understand everyday conditions of cognitions, mood, and behaviors of people with dementia, with which we study the effects of interventions
  5. People’s image of aging and dementia, and the enlightenment based on such results

認知神経心理学グループ
Cognitive Neuropsychology Group

  • *三盃 亜美(人間系 助教)
  • *Ami Sanbai (Assistant Professor, Faculty of Human Sciences)

言語の理解・表出、読み書きなどの言語機能に障害のある人々は、学校生活や仕事、日常生活で困難さを抱えており、効果的な支援や指導・訓練を必要としています。効果的な支援や指導・訓練を提供するためには、症状や原因について正しく理解していなければなりません。私たちは、認知神経心理学的アプローチから、障害メカニズムを解明し科学的根拠のある支援や指導・訓練へとつなげることを目標に、以下のテーマで研究を行っています。

  1. 言語の理解・表出、読み書きなどの言語機能における障害のメカニズムの解明
  2. 症状や認知特性を正確に把握するための検査開発
  3. 症状および認知特性に合わせた効果的な支援や指導・訓練の開発

People with deficits in processing of spoken and/or written language have various difficulties in school, work, and daily life. To provide effective supports and treatments, deep understanding of symptoms and causes is important. We aim to clarify underlying mechanisms of deficits in language processing and develop scientific evidence-based supports and treatments, using cognitive neuropsychological methods. Our current research is focusing on the following:

  1. Research on underlying mechanisms of deficits in language processing
  2. Development of tests to detect symptoms and cognitive deficits
  3. Development of effective supports and treatments based on symptoms and cognitive characteristics

障害生理・心理学グループ
Psychophysiology in Disability Sciences Group

  • 岡崎 慎治(人間系 准教授)
  • Shinji Okazaki (Associate Professor, Faculty of Human Sciences)

分子神経生物学グループ
Molecular Neurobiology Group

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  • 鶴田 文憲(生命環境系 助教)
  • Fuminori Tsuruta (Assistant Professor, Faculty of Life and Environmental Sciences)

新生児期の脳は、様々な環境変化に応答して、複雑な高次機能を獲得していきます。これら高次脳機能の調節には、神経細胞の自律的な制御のみならず、ミクログリアによる制御も重要な要因となります。私たちは、多彩な機能を持つミクログリアが、どのようにシナプスや神経回路の形成、脳内恒常性の維持に寄与しているか、以下のテーマを中心に研究を進めています。

  1. 発達過程における神経細胞-ミクログリアの相互作用
  2. 自閉症責任遺伝子によるシナプス形成や脳内恒常性の維持
  3. 出生後の環境変化に連動した体温制御メカニズム
  4. ミクログリア活性を制御する創薬研究

Our goal is to understand the molecular and cellular mechanisms that underlie synaptic connectivity, neural circuit formation, and brain homeostasis during the postnatal stage. Particularly, we are interested in understanding the functional relationship between neurons and microglia. The ongoing projects are as follows;

  1. Neuron-microglia communication during the developmental stage.
  2. Synaptic connectivity and brain homeostasis regulated by genes associated with ASD.
  3. Regulation of body temperature mediated by environmental change after birth.
  4. Drug discovery for regulating microglial activity.

社会工学グループ
Social Decision Making Group

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  • 秋山 英三(システム情報系 教授)
  • Eizo Akiyama (Professor, Faculty of Engineering, Information and Systems)

構造生理神経科学グループ
Structure Physiology and Neuroscience Group

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  • *佐藤 主税(医学医療系 連携教授) ti-satoaist.go.jp
  • *Chikara Sato (Professor, Faculty of Medicine)

生体機能を理解する上で、顕微鏡は極めて強力なツールです。特に電子顕微鏡は、最近の革新的な装置開発によって、タンパク質の3次元原子構造の決定や、細胞・組織の高分解観察のツールとして大きく飛躍しています。我々は、この進展著しい親水環境での電顕観察法をさらに発展させ、氷の中で様々に向いたタンパク粒子を撮影し3次元構造を計算する単粒子構造解析と、水環境で細胞・組織の微細構造をそのまま観察できる大気圧電子顕微鏡(ASEM)によって細胞内複合体の構造と機能を研究しています。

  1. 高分解能クライオ電子顕微鏡法によるシグナル伝達タンパク質の立体構造決定
  2. 大気圧電顕(ASEM)を用いた水中の細胞・組織の電顕・光顕相関解析
  3. クライオ電顕とASEMを用いた細胞・組織中のシグナル伝達複合体の統合解析による機構解明

We investigate the structure of protein complexes, cells and tissues using a combination of cryo-Transmission Electron Microscopy (TEM) and our original Atmospheric Scanning Electron Microscopy (ASEM). By combining large numbers of TEM images using single particle analysis (SPA) technique, we determine a high-resolution 3D structure of various membrane proteins complexes using our newly-developed image analysis algorithms. We have determined the 3D structures of signaling complexes, including ion channels, receptors, and oxidative stress sensors. We have also developed an in-solution observation microscope, ASEM, and applied to various signaling complexes in cells and tissues to study various phenomena, including neuronal differentiation and processing, embryogenesis, carcinogenesis and metastasis.

  1. High resolution cryo-electron microscopy of signaling proteins
  2. Liquid-phase electron microscopy and optical microscopy of cells and tissues using Atmospheric SEM (ASEM)
  3. Correlated microscopy of signaling molecular complexes in tissues using cryo-TEM and ASEM for comprehensive understanding of their mechanisms

動的構造生物学グループ
Structural Dynamic Biology Group

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  • *三尾 和弘(医学医療系 連携准教授) kazu.mioaist.go.jp
  • *Kazuhiro Mio (Associate Professor, Faculty of Medicine)

機能性巨大生体分子やバイオミメティックス材料を対象に、世界初の1分子動態構造解析(X線1分子追跡とクライオ電顕の融合)等の先進計測技術で分子の未知なる本質を解明し、「健康」・「食」・「安全」に向けた機能革命をめざします。私たちの研究室では生命現象を物理の言葉で解き明かすことを目的に、生物学、物理学、統計学など様々な専門分野の人が寄り集まって課題解明に取り組んでいます。集中できる研究室の環境作りにも努めています。

研究テーマ

  1. X線1分子追跡法による生物系の分子内運動計測
  2. X線1分子追跡法による無機材料系の動的挙動計測
  3. X線を用いた超高速運動計測法の開発
  4. ナノプローブ粒子の作製と応用
  5. クライオ電子顕微鏡単粒子構造解析
  6. 不凍タンパク質の氷結晶制御機構

Using the diffracted X-ray tracking technique (DXT) and cryo-EM, we analyze the functions of bio-macromolecules and biomimetic materials. Aiming for a functional revolution toward food, food, and safety. In our laboratory, people from various background such as biology, physics, and statistics are working together.

Research themes

  1. Intramolecular motion measurement of biological molecules by X-ray single molecule tracking method
  2. Measurement of dynamic behavior of inorganic materials by X-ray single molecule tracking method
  3. Development of method for ultra-high speed motion measurement
  4. Fabrication and application of nanoprobe particles
  5. Cryo-electron microscope single particle analysis
  6. Controlling ice crystals by Anti-freezing protein (AFP)

機能神経科学グループ
Functional Neuroscience Group

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  • *高島 一郎(医学医療系 連携教授) i.takashimaaist.go.jp
  • *Ichiro Takashima (Professor, Faculty of Medicine)

認知や記憶、学習といった高次脳機能がどのような生理学的・解剖学的システムで実現されているかを理解することを目標にしています。ニューロリハビリテーションへの応用を視野に入れ、脳機能構築メカニズムや機能的可塑性に関するさまざまな研究テーマを展開しています。

  1. ニューロモジュレーション&ニューロリハビリテーションの研究
  2. ニューロイメージングによる脳の機能構造解析
  3. 多感覚情報の統合・分離の神経基盤
  4. 側頭葉における顔情報の時間的コーディング
  5. 人工知能とブレインマシンインターフェース

Our research goal is to understand the physiological and anatomical mechanisms underlying higher brain functions. We are working on several research topics regarding functional organization and plasticity of brain networks. From a neurorehabilitation perspective, some studies are focusing on the recovery of impaired brain function.

  1. Neuromodulation & Neurorehabilitation
  2. Functional neuroimaging & Functional architecture of the brain
  3. Multisensory integration and segregation in the brain
  4. Temporal dynamics of face recognition in the inferior temporal cortex
  5. Artificial intelligence and Brain-machine interface

認知脳科学グループ
Cognitive Brain Science Group

岩木先生Webページ 武田先生Webページ
  • *岩木 直(芸術系 連携教授) s.iwakiaist.go.jp
  • *武田 裕司(芸術系 連携准教授) yuji-takedaaist.go.jp
  • *Sunao Iwaki (Professor, Faculty of Art and Design)
  • *Yuji Takeda (Associate Professor, Faculty of Art and Design)

製品や環境に対するユーザビリティを検討する上で、脳科学的な観点からユーザの知覚・認知特性を理解することは非常に重要です。当研究グループでは、よりよい製品やサービスのデザインを目指して、脳活動や行動指標による人間の知覚・認知特性の解明や評価技術の開発を行っています。脳活動計測の手段として、認知課題遂行中の事象関連脳電位(ERP)や機能的磁気共鳴画像(fMRI)などを用います。また、実験室内での研究にとどまらず、実環境でのユーザ評価(自動車運転中のドライバ評価など)の研究も行っています。当研究グループは国立研究開発法人産業技術総合研究所との連携大学院方式で設置されており、研究活動は産業技術総合研究所において行います。

Our research group focuses on the understanding of human perception and cognition by measuring brain activities (e.g., event-related potentials and functional MRI) and behavior to develop techniques to design better products and services. We perform experiments not only under the laboratory settings but also under the real-world environments such as vehicle driving. Our research group is located at National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST); students take the classes at University of Tsukuba and carry out their researches at AIST (Cooperative Graduate School Program).