Shin‐ya Kawaguchi 研究室

当研究室は、神経細胞の軸索（神経線維）と樹状突起（信号受け取り部分）における情報伝達の仕組みを調べています。従来は、神経細胞が全か無かの信号（活動電位）で情報を送受信すると考えられていました。しかし最近の研究により、軸索や樹状突起では電気信号の大きさや速度が様々な要因に応じて動的に変化することが分かってきました。当研究室はこうした信号変調の仕組みと生理的意義を解明することを目指しています。 研究の手法としては、主に脳切片や培養細胞を用いた直接記録（パッチクランプ法）により、小さな神経細胞の部分から電気活動を測定しています。特に小脳の神経細胞を対象として、軸索末端や樹状突起の詳細な信号変化を捉えることに取り組んでいます。また、蛍光を用いた電位イメージングにより、複雑に枝分かれした樹状突起全体での信号の広がりと増幅を可視化しています。 主な発見としては、化学伝達物質のシグナルであるcAMPやイオン通道を介した調節により、軸索を伝わる信号の強さやタイミングが段階的に制御されることが明らかになっています。さらに、樹状突起では塩化物イオンなどが信号の増幅に寄与すること、また閾値以下の微弱な活動も軸索末端の神経伝達物質放出に影響することなど、従来の「デジタル信号」の概念では説明できない複雑な情報処理が行われていることを示しています。