薬学部

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生物物理学教室

所属教員

スタッフ名 主な担当
長濱辰文/教授 基礎物理、薬学応用物理学Ⅰ・Ⅱ、初等物理学演習、生物物理学特論(大学院)
成末憲治/講師 基礎生物、基礎生物実習Ⅰ・Ⅱ、生物物理学特論(大学院)
浜口亜也/助教  

動物行動発現の中枢機構の研究

この写真の一部は
Zoological Science 23(7), 2006
の表紙に掲載されました。

生命現象を物理学の立場から理解しようという生物物理学のうち、動物行動の発現に関わる中枢機構の研究をしています。様々な行動発現に対し、中枢の神経回路網は適時、再構築されると考えられており、このメカニズムを明らかにするため、海産のアメフラシで見られる食物嗜好性行動に着目し研究を行っています。

教員からのメッセージ

長濱辰文 教授
当研究室ではアメフラシという海産の軟体動物を用い、行動を発現させる中枢メカニズムを調べています。この動物の脳はニューロン数が非常に少なく、細胞体が大きいことから神経生理学的研究にはたいへん適しています。これまで摂食行動に注目し、おいしい物やまずい物を与えた時におこる摂食、吐き出しなどの食物嗜好性行動を発現させる中枢メカニズムの研究を進めてきました。その結果、様々な行動の発現に際して中枢の神経回路網が適時、再構築されていることが明らかになってきました。これは私達の脳でも同様におこっていると考えられることから、アメフラシの神経回路網の様々な再構築メカニズムを解明し、私達の脳の理解や治療に役立てようとしています。
また薬学部老化・老年病研究センター(ORC)の一員でもあり、これまで蓄積してきたアメフラシ摂食行動に関わる中枢メカニズムの研究成果をもとに、アメフラシの老化による行動の神経系制御の異常とその予防、治療の研究も行っています。
さらに、アメフラシの単純な神経系を利用し、神経科学の分野で利用できる研究用ツールの開発も行っています。一例として、ミドリムシから単離された青色光で活性化される光活性化アデニル酸シクラーゼ(PAC)を扱っています。中枢シナプスでは、細胞内情報伝達物質cAMPがその伝達を調節する系が数多く存在し、この種の研究におけるツールとして利用できることが期待されます。

学生から見た研究室

アメフラシはアオサやワカメなどの海藻を好んで食べますが、マクサ(テングサ)などは嫌って吐き出します。また普段食べたことのない海藻には食わず嫌いを示しますが、トレーニングにより好んで食べるようにもなります。このような行動では動物が海藻の味を識別していることが明らかになりました。そこで研究では食わず嫌いの解消で見られるような味学習を伴う嗜好性行動の変化を調べたり、嗜好性行動に関わる中枢ネットワークを電気生理学的方法やカルシウムイメージング法※)などを用いて調べています。さらに、好き嫌いを発現させる味物質の特定化も行っています。また、アメフラシの寿命は約1年ですが、老化が進むと好きな海藻でも食べなくなります。このような行動変化を引き起こす原因も調べています。
アメフラシは卵から飼育することが難しいため定期的に海へ車で動物採集に行っています。研究の一環でありますがちょっとしたドライブ気分も味わえます。
また私たちの研究室は先生方、院生、学部生みな仲が良く、研究室旅行、実験終了後には誕生日会なども行っています☆ (修士1年 根本 哲郎)

※)カルシウムイメージング法とは、ニューロンの活動に伴い細胞内カルシウム濃度が増大することを利用し、カルシウム感受性色素とイメージングのテクニックを用いて中枢内の数多くのニューロンの活動を同時に検出しようとするものです。

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