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脳の中のGPS 2014年ノーベル生理学・医学賞 はてなブックマーク - 脳の中のGPS  2014年ノーベル生理学・医学賞

2014年のノーベル生理学・医学賞は、ジョン・オキーフ博士(英ロンドン大教授)と、エドバルト・ムセル博士、マイブリット・ムセル博士(両者ともノルウェー科学技術大教授でご夫婦)が受賞しました。受賞理由は、「脳内で位置感覚を構成する細胞の発見」です。簡単に言うと、「自分が今どこにいるのか」を脳の中でどのように認識するのか、という仕組みを発見した功績です。ノーベル賞発表の時には、ノーベル委員会の人は「脳の中のGPS」という例えをしていましたが、言い得て妙だとおもいます。

ノーベル生理学・医学賞プレスリリース
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2014/press.html

受賞理由に関する資料(Scientific Background:The Brain’s Navigational Place and Grid Cell System)
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2014/advanced-medicineprize2014.pdf

 医学・生理学賞に欧州の3人「脳の空間認識」解明(NHK)
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20141006/k10015173391000.html

 

オキーフ博士は、脳の中の海馬に「場所細胞(place cell)」という細胞があることを発見しました。場所細胞は、動物が特定の場所にいる時にだけ活性化します。オキーフ博士の実験はとてもシンプルで、ネズミ(ラット)の脳に電極を差し、ラットの運動と脳の神経活動を記録しました。そして、ネズミの場所と神経活動を対応付けてみると、ある特定の場所でしか反応しない細胞が見つかったのです。これは、ネズミがいる地点(点)に対応して、脳の中に細胞(点)が対応するということになります。この細胞は「場所細胞」と名付けられました。それぞれの場所に対応する場所細胞が存在することで、動物は脳の中に自分の位置を知るための地図を作ることが可能、というわけです(私達がGPSで緯度と経度を決めてやれば、特定の場所が指定できるのと同じ感覚であり、まさに「脳の中のGPS」と言えます。また、オキーフ博士は、場所細胞が記憶機能を持つことも示しました。場所細胞が記憶機能を持っているということは、「今、自分がいる場所」を知るだけでなく、「以前、自分がいた場所」も知る(認識する)ことができる、ということを示しています(カーナビで言う「ドライブ経路の記録」みたいなイメージでしょうか)。

 2014 10 06 Fig1

Place cellsのイメージ(Scientific Background:The Brain’s Navigational Place and Grid Cell Systemから)

エドバルト・ムセル博士、マイブリット・ムセル博士は、場所細胞と似た働きをする「グリッド細胞(grid cell)」を発見しました。グリッド細胞は、海馬のそばにある嗅内皮質とよばれる脳の部位に存在します。場所細胞が、「自分がいる点」を表すのに対し、グリッド細胞は、「自分がどの領域にいるか」を表す細胞です。ネズミを用いた両氏の研究によれば、グリッド細胞により、ネズミは6角形単位(6角形の頂点)で自分のいる領域を判断しています。また、脳の中には、この機能をサポートするために、頭がどの方向を向いているかを知る細胞(Head-direction cells )、障害となるものに反応する細胞(border cells )も存在します。これらの細胞の助けをかり、「どの領域にいるか(grid cellの情報)」と、「どの点にいるか(place cellの情報)」を組み合わせることで、自分の位置を割り出すことが可能というわけです。
 

2014 10 06 Fig2

Grid cellsのイメージ(Scientific Background:The Brain’s Navigational Place and Grid Cell Systemから)

 

これらの発見はネズミを用いた実験で得られましたが、fMRIなどの脳機能検査法を用いることで、ヒトでも同様な仕組みがあることが明らかになりました。ネズミもヒトも同じ仕組で自分のいる場所を認識しているというわけです。

 

生物が生きていく中で、自分がいる場所を認識し記憶することは、とても重要です。日々移り変わる環境の中では、「どこが危険か」「どこで餌が採れるか」「どこに味方がいるか」などの場所と記憶を結びつけることなしには、生物は生きていくことが出来ません。空間認識というのは、まさに「生き物の生存の根本に関わる仕組み」です。

 

ノーベル生理学・医学賞は、ここ数年、「細胞や分子レベルでの生き物の仕組みの解明」での受賞が続いてきました。「ノーベル化学賞と生理学・医学賞の違いは何?」なんて思うことも時々ありましたが、今年の受賞内容は「生き物が環境の中で生きていく仕組み」を丸ごとの動物を用いて解明した点で、「生理学・医学」の名にふさわしいと思います。 

 

 



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[ 2014/10/06 22:21 ] お薬作りの日記 | TB(-) | CM(0)
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十数年、新薬の研究に携わる研究者(薬理系)でした。2012年4月から、企画職として、新薬のアイデア作りなどの仕事に取り組むことになりました。

薬学生向けの季刊誌MILで、「名前で親しむ薬の世界」「薬作り職人の新薬開発日記」って言うコラムを連載してました。

観光地で売ってるミニ提灯集めてます。妻子持ち(2児の父)、嫁さんからぐうたら亭主と呼ばれます。


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