急性のストレスは、不安などのネガティブな情動状態をもたらし、安心・安全を得るための正常な適応行動をひき起こします。しかし、過剰で長期にわたるストレスは、適切な応答ができなくなり、不安障害やうつ病などの精神疾患に繋がります。ストレス応答の基盤となる神経メカニズムには、大脳皮質、皮質下、脳幹上部領域などの脳全体の情報伝達が必要です。しかし、ストレス応答の処理を支える根本的な経路やメカニズムは、まだ十分に解明されていません。
　最近、我々は、前障がストレスによる不安応答を生み出す神経回路の中心的な脳領域であることを明らかにしました。そこでこのプロジェクトでは、前障がストレス関連の精神疾患（ストレス性不眠症やパニック障害など）とどのように関連しているのかを理解することを目指します。また、前障は、意識や注意など脳の機能に関連するといわれていますが、詳細な役割はよくわかっていません。そのため、周囲に対する警戒心や意識下に上らない情報処理に関連する機能にも着目しています。

　社会生活の中では、性別・人種・格差などの自己と他者の違いから生まれるネガティブな感情（不公平感や嫉妬など）が生じます。この背景にある自他の認識は、こころの基盤をなす脳の重要な機能であり、その障害は精神疾患にも関わるとされています。嫉妬や不公平嫌悪などの社会的情動は、最近までヒトや一部の非ヒト霊長類に固有の感情であると考えられてきました。この社会的情動は、時空間的に動的な脳活動によって処理されると考えられていますが、げっ歯類など神経科学的な研究ツールが発達した実験動物を用いた解析が行われておらず、詳細なメカニズムは、まだ十分に解明されていません。
　最近、げっ歯類にも自他比較により生じる不公平の基となる反応があることが明らかになってきました。そこでこのプロジェクトでは、げっ歯類を用いた独自の行動評価系を構築し、最先端のイメージング技術などを組み合わせて、不公平感を生み出す神経メカニズムを解明することを目指します。

げっ歯類を用いた不公平状況下の行動変容メカニズム

　自閉スペクトラム症（ASD）は、社会的なコミュニケーション障害や限定的な反復行動を呈する神経発達症の一つです。ASＤ発症原因として、大脳皮質発達期のエピジェネティクスの変化が神経ネットワークの正常な形成や維持を妨げていることが考えられています。近年、特定の時期に生じる胎生期エピジェネティクス変化が、大脳皮質の正常な構造や神経回路の形成に影響し、将来的な外部情報処理の混乱を生じさせていることが分かってきました。しかし、まだその詳細なメカニズムは十分には解明されていません。
　そこでこのプロジェクトでは、遺伝的および環境要因によるASDモデルマウスのfate mapping（特定の時期に分化した神経細胞だけを標識）を行い、脳のどこでどのような分子レベルの変化が生じているのかを詳細に明らかにすることを目指しています。

　脳には複雑な神経ネットワークがあり、それらの神経ネットワークを介した個々の領域局所の情報処理（ミクロ制御）と複数領域をまたぐ情報処理（マクロ制御）のダイナミックな連関が様々な脳機能を生み出しています。したがって、脳を理解するには、本来は脳にあるすべての神経活動を経時的に計測し、その情報処理を統合的に理解することが必要です。しかし、現在も技術的に困難であるため、機能的磁気共鳴画像法や大規模なイメージング法など様々な代替法が開発され、脳機能研究が行われています。
　最近我々は、高精細な高速全脳イメージングシステム（FAST）を開発し、細胞レベルで全脳を可視化することに成功しました。そこで、神経活動の指標として考えられる最初期遺伝子（fosやArc）のレポーターマウスを用いて、脳全体から刺激に応じた活動変化を捉え、それを情報科学の解析手法と組み合わせて、機能的なネットワーク性の変化や仮説フリーで重要な脳領域を絞り込む方法などを構築しました。このプロジェクトでは、モデル動物の薬物応答など様々な外部刺激による脳活動の変化を探索的に解析しています。