今回、本学大学院医学研究科教授（神経生理学分野）の田中真树さんをリーダーとする研究チームによって、脳が时间を知覚する际の键になっていると思われる神経细胞が、サルの小脳の中に発见されました。大前彰吾さん、植松明子さんとの共同研究の成果です。
この神経细胞の活动は、一定间隔で繰り返し外部から与えられる刺激の「时间间隔（＝リズム）」の情报を反映しており、未来に访れる刺激のタイミングを予测するのにも利用されていることが明らかになりました。田中さんの研究チームは、このような「リズム知覚」を支える脳のメカニズムを解明する手掛かりとなる细胞レベルの証拠を、世界に先駆けて発见したのです。
今回の発见を导いた研究内容について教えて下さい
まずサルに対して、一定间隔で繰り返し外部から视聴覚刺激を与えておき、予告なしにこの「リズム」が突然崩れるような（一定间隔の刺激が现れるべき时に现れない）事态を発生させます。そして、その时に限って特定の方向に眼を动かすようにサルを训练します。
训练が终わったら、サルに再び同じ课题を行わせます。このとき、小脳の「歯状核」という部分のニューロン（神経细胞）の感覚応答（电位）を测定したところ、次の3点が明らかになりました。
１）一定间隔で刺激が提示されている间、感覚応答が大きくなっていく。
２）この感覚応答は、刺激を与える间隔が长ければ长いほど、それに比例して大きくなる。
３）小脳のこの部分に少量の薬物を投与して神経活动を抑え、同じ课题を行わせたところ、サルが眼を动かす反応に遅れが生じた。
これらのことから、サルの小脳歯状核のニューロンは、「直前の视聴覚刺激からどのくらい时间が経ったか」に応じて感覚応答を変化させ、その情报は次の刺激のタイミングを予测することに用いられることが明らかとなりました。つまり、サルの脳の中の、时间间隔（＝リズム）の情报を処理していると考えられる部分が具体的に见つかったのです。
なぜ「小脳」、とりわけ「歯状核」という部分に注目したのですか
小脳は手や足の運動をコントロールするのに重要な役割を果たしていますが、運動をコントロールするには、「时间」の情報を適切に扱うことができなければなりません。実際小脳は、必ずしも運動を伴わない「リズム感覚」や「時間の長さの判断」などにも関係していることが、様々な先行研究によって明らかになっています。しかし、実際に小脳のどの部分のニューロンがどのように活動することによって時間の情報を適切に扱っているのか、という具体的なメカニズムはよく知られていません。そこで私たちは、その空白を埋めるための実験をする必要があると考えました。
今回発见したニューロンは、小脳の中でも「小脳歯状核」と呼ばれる、小脳で処理した情报の「出口」に当たる部分のものです。小脳核は叁つあって、そのうちの一つが小脳歯状核です。
小脳歯状核には、小脳の中で大きな部分を占める「小脳半球」から多数のニューロンが伸びています。それだけではなく、大脳の重要な部分である前头连合野や头顶连合野にニューロンを伸ばしています。つまり小脳歯状核は、小脳と大脳をつなぐ「かなめ」となっている场所なのです。さらに、小脳の叁つの核は、ネコだとどれも同じくらいの大きさなのですが、ヒトだと圧倒的に歯状核の割合が大きいのです。そうすると、ここの部分はヒトにしかできない役割を果たしているに违いない、と考えるのが自然です。そういうわけで、时间知覚を担っている脳の场所を探す研究を行うにあたり、小脳歯状核が有望なのではないかと考えました。
（脳の模型から小脳の部分を取り出して説明する田中さん）
なぜ「时间」というテーマに取り組もうと思ったのですか
脳神経科学や心理学の分野で、空間情報処理についての研究はずいぶん進んでいますが、実は時間情報処理についてはあまり進んでいないのです。また、私たちの体には時間を直接測ることのできる「受容器」は存在しません。一方、生理学で扱うデータは時間の関数です。グラフの横軸が時間になっているということです。いわば、生理学そのものが、「时间」の概念と大変本質的な部分で結びついているとも言えるわけです。
临床応用の可能性は？
私は、神経内科の先生方と共同研究をしています。今回の研究は、小脳の予测制御のメカニズムの解明を一歩进めることになります。したがってこの研究は、小脳疾患の病态理解に役立つとともに、将来的には小脳疾患の诊断法や治疗の评価法の开発につながるものと期待されます。
ここでいう小脳疾患とは、「脊髄小脳変性症」と呼ばれる病気のことです。この病気の患者さんには、歩行障害、眼振、构音障害などが生じます。治疗の评価法というのは、どの薬がどの程度効いたか、どのぐらい治疗効果があったかといったことを调べるということです。この研究が进展していけば、こういった临床面での応用も期待できると考えています。
今后はどのようなことを目标にしていますか
「上流」と「下流」をやろう、と思っています。「下流」というのは、今回扱った小脳歯状核のニューロンが接続する先、つまり、大脳皮质や视床です。「上流」とは、今回扱った小脳歯状核に接続している手前の部分である小脳皮质のことです。これらを调べて、全体をシステムとして理解していこうとしています。
徐々に研究の范囲を「上流」と「下流」に広げて、脳というシステムの全体像を描きたいと思っています。
研究者としてどのようなポリシーを持って取り组んでいますか
この分野の研究は、ひとまとまりのアウトプットを出すまでに何年にもかかります。従って、１、２年やって饱きてしまうようなテーマを选ぶべきではありません。何年もの长期间関心を持ち続けられるような深いもの、取り组みがいのあるテーマを选ぶべきです。
また、ゴールがみんなわかっていて谁が真っ先にたどり着くか、というような、いわゆる「ラットレース」は面白くありません。そういった研究は、结局予算とマンパワー、设备などの资源に恵まれた研究チームが有利でしょう。そうではなく、自分が本当に面白いと思うことができる、オリジナルな研究テーマを选びたいですね。
