Thomas E. Chater 研究室

本研究室は、神経細胞がどのようにして学習と記憶を実現するのかを、シナプス（神経細胞どうしの接続部）の構造と機能の変化から解き明かす研究を行っています。特に、1つのニューロンが受け取る数千の入力信号に対して、個々のシナプスがどのように強度を調節し、その過程でどのような競争や相互作用が生じるのかに着目しています。 実験的には、光学顕微鏡を用いてシナプスの大きさを直接観察し、化学物質を局所的に照射して限定的なシナプスを刺激する手法と、その結果を説明する数理モデルを組み合わせたアプローチを採用しています。さらに、新たな画像解析ツールの開発により、多数の分子の位置情報を自動で抽出・分析し、樹状突起上の異なる領域における分子組成の差異を調べています。細胞の遺伝子発現を単一細胞レベルで測定する技術も活用し、神経細胞の多様性の形成メカニズムも探究しています。 主な発見として、隣同士のシナプスは独立ではなく相互に影響を及ぼし合うこと、シナプスの強度変化には確率的な要素が重要な役割を果たすこと、そして樹状突起の領域全体で蛋白質資源が競合的に配分されることが明らかになっています。これらの知見は、脳が個々のシナプスの個別的な変化と全体的な安定性のバランスをいかに保つのかという問いに対して、新しい理解をもたらしています。