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Brain Projectsの国際状況とBrain MINDSの課題
1理化学研究所, 2 慶應義塾大学
1,2 岡野 栄之1下郡 智美
2017 年7月14日
Brain Mapping Project
Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies(supported by MEXT and AMED, Japan ) started in FY 2014.
• (i) Fundamental research with international collaboration;
• (ii) Global programs for the diagnosis, prevention and treatment of brain disorders;
• (iii) Theoretical modeling of the brain and the development of brain-based artificial intelligence;
• (iv) Integration of neuroscience with the social and behavioral sciences to improve education and life management as components of a brain-aware society.
3
G-Science Academies Statement 2016:Understanding, Protecting, and Developing Global Brain Resources
国際連携が話し合われた会議への参加実績
平成26年9月開催（岡野参加、発表）「Human Brain Project Summit 」於：ドイツ Heidelberg米国、欧州、日本、豪州のBrain Mapping Projectの概要がGlobal Brain Projectのセッションで紹介され、国際連携をどのように推進するかについて議論した。岡野は日本代表として発表。
平成28年5月開催（岡野参加、発表）「Keystone Symposium: State of the Brain」於：オーストリア Alpbach米国、欧州、中国、日本のBrain Mapping Projectの概要がGlobal Brain Projectのセッションで紹介され、国際連携をどのように推進するかについて議論した。岡野は日本代表として発表。概要はNature Neuroscience誌に発表。
平成28年5月開催（岡野参加、発表）「Brain Forum」於：スイス Lausanne 米国、欧州、中国、日本のBrain Mapping Projectの概要がGlobal Brain Projectのセッションで紹介された。
平成28年9月開催（下郡参加、発表）「Mammalian Brain Cell Diversity and Census Meeting」 於：アメリカ、Cold Spring HarborBrain Initiativeに参加している研究者が中心に参加。神経細胞のdiversity を明らかにしていくためにSingle cell Seqの種間比較の重要性が話し合われた。
平成28年9月開催（岡部、下郡参加、発表）「Coordinating Global Brain Projects」於：アメリカ、Rockefeller UniversityInternational Brain Station（IBS：国際ブレインステーション（仮称））の構築が 提案され、日本を初め各国が参加を表明。
平成28年9月開催（岡野参加、発表）「DECODE Summit: Translating Neural Circuits Research into Transformative CNS Therapeutics」於：米国パロアルト米国Brain Initiative研究者の中でも機能マッピングに携る研究者にまじって、革新脳の進捗を発表
平成28年11月開催（岡部、岡野、山森、入来、下郡参加）「Comparative Principles of Brain Architecture and Functions 」 於：米国サンディエゴAMEDと米国NSF (National Science Foundation)のBrain Mappingに関する合同ワークショップにおいて、日米共同について議論
平成28年12月開催（岡野参加、発表）「3rd Annual Brain Initiative」於：米国ワシントンDC米国NIHが主催し、Brain Initiativeに参加している研究者たちの年次報告会議に参加し、米国、欧州、韓国、日本のBrain Mapping Projectの概要がGlobal Brain Projectのセッションで発表された。米国Brain Initiativeの様々な研究者たちと効率良く共同研究の打ち合わせを行った。
革新脳参加者としての会議参加実績、共同研究実績
革新脳参加者としての会議参加実績2016年6月開催（山森参加、発表）「Organization of Human Brain Project」於：スイス、Geneva米国、欧州、日本(Brain/MINDS, 革新脳)、Latin America Brain Mapping Network (LABMN)の活動報告と質疑応答(聴衆約250-300)2016年7月開催（山森参加、発表）「WHO working group」於：スイス、Geneva中・低開発国での精神疾患の診断と治療にBrain Projectはどのような貢献ができるか。cf：Nature News | 08 November 2016, Big brain projects urged to aid public health European Parliament （STOR Workshop）2016年１１月開催（下郡参加発表）SfN, ミニシンポジウム「Human Brain Development and Maturation: Animal Brain Mapping, Human Brain Imaging, and Computer Simulation」於：アメリカ、SanDiego2016年12月開催（多数の革新脳関係者参加、発表）「第6回日本マーモセット研究会共催国際シンポジウム」於：日本、東京招待講演者、Xiaoqin Wang (Johns Hopkins), Cory Miller (USCD) , Julia Harris (Allen Institute) , Daniel Takahashi (Princeton)2017 年3月開催(山森、参加発表）「Asia-Oceania Regional Meeting for Marmoset Research 」於：韓国、SeoulSeoul National University Hospital Medical Research Innovation Center (SNUH-CMI)2017 年7月開催予定(山森、岡野オーガナイズ） (革新脳シンポジウムat Neuroscience2017)脳マップの複合的アプローチ
国際共同研究実績Marmoset Gene Atlas:Stanford 大学、Monash大学、RocheAllen Instituteとの連携、connection map (tracer) 京大石井研、中井研究員１８日間（10/03/2016-10/21/2016）滞在
革新脳の研究計画・進捗・国際連携に関する論文とwebでの発表
1. Okano H and Mitra P: Brain-mapping projects using the common marmoset. Neuroscience Research, 2014.
2. Izpisua Belmonte JC, Okano H et al. : Brains, Genes and Primates. Neuron,2015.
3. Okano H, Miyawaki A, Kasai K.: Brain/MINDS: Brain-Mapping Project in Japan. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2015.
4. Grillner S, Okano H et al. : Worldwide initiative to advance brain research. Nat Neurosci, 2016.
5. Okano H, Sasaki E, Yamamori T, Iriki A, Shimogori T, Yamaguchi Y, Kasai K, Miyawaki A.: Brain/MINDS: a Japanese National Brain Project for Marmoset Neuroscience, Neuron, 2016.
6. Vogelstein JT, Okano H et al.: To the Cloud! A Grassroots Proposal to Accelerate Brain Science Discovery. Neuron, 2016.
7. Okano H, Yamamori T: How can brain mapping initiatives cooperate to achieve the same goal? Nat Rev Neurosci 17, 733-734, 2016.
8. “It Takes the World to Map the Brain” (Kavli Foundation Homepage) www.kavlifoundation.org/science-spotlights/it-takes-world-map-brain#.VG9QNWSsU-Y
9. “Creating a Perfect Brain Storm” (Kavli Foundation Homepage) http://www.kavlifoundation.org/science-spotlights/creating-perfect-brain-storm#.WJyXbLaLT-Y
革新脳と世界の比較（構成、研究内容）米国のBRAIN Initiative, 欧州のHuman Brain Project, 日本のBrain/MINDS
主な加盟組織NIH（アメリカ国立衛生研究所）NSF（全米科学財団）DARPA（国防高等研究計画局）アレン脳科学研究所ハワード・ヒューズ医学研究所ソーク研究所カブリ財団
主な研究内容革新的技術開発
シナプスから全脳レベルの構造的結合マップの作成
大規模脳活動計測による脳活動マップの作成
脳活動の階層をつなぐ統合的理解
革新的論理・データ解析技術を用いた精神機能の生物学的基盤解明
主な加盟組織EU FET （Future and Emerging Technologies）フラグシップ・プログラム24カ国112機関
主な研究内容霊長類脳構造、機能マップ作成革新的な解析技術の開発
ヒトの精神、神経疾患等の原因究明、克服に向けた研究開発
霊長類脳構造、機能マプ作成効率化のための技術開発
主な研究内容
情報通信技術と生物学が収束することでヒトの脳を理解
神経科学、臨床科学、計算機科学の3研究領域から構成13の研究テーマ（戦略的マウス
データ、認知機能のアーキテクチャなどを設定6のプラットフォーム（Neuroinformaticsなど）を開発
主な加盟組織中核拠点 理研参画機関 慶應、京都大学臨床研究グループ技術開発個別課題
アメリカ ヨーロッパ 日本
その他の国の国際プロジェクトカナダ、韓国、イスラエル、オーストラリア、中国
アメリカ
革新脳と世界の比較（特徴、強み、弱み）米国のBRAIN Initiative, 欧州のHuman Brain Project, 日本のBrain/MINDS
ヨーロッパ 日本
特徴複数の政府および私的財源を組み合わせて全体の予算を拡大技術開発、データ蓄積を担当する強い研究拠点が存在 (Allen Institute, Janelia Farmなど）
特徴
多国家の参加が必要なプログラムであり全体的なプログラムの調整には工夫が必要
それぞれの国の強味を生かした研究計画については進展が期待される（UKの認知症関連研究など）
特徴政府が中心となったトップダウンのプロジェクト運営方法マーモセット研究を軸とした大型データベースの開発霊長類の研究をターゲットとした革新的技術開発ヒトの精神、神経疾患等の原因究明、克服に向けた研究
強み
大規模かつ効率的な技術ツール・リソースおよび試料データ・リソース技術開発、データ蓄積を担当する強い研究拠点が存在Allen Brain InstituteやGoogleの参加によって多種多用な人材が参入
弱み霊長類の研究が困難複数の資金提供機関が関係しているために、相互の関係が複雑で国際機関の参入が難しい
（U01の立ち上げで解決しようとしているが申請が非常に複雑）
強み
当初のコンピューターサイエンスに重点を置いた研究計画だっため、理論分野に強い
弱み霊長類の研究が困難多国家の参加が必要なプログラムであり全体的なプログラムの調整が困難
強み非ヒト霊長類研究の伝統と社会的な理解霊長類の行動解析・遺伝子導入技術開発の先行
弱み若手の研究者、データベースの作成、管理者育成不足民間財団・ベンチャー企業が相対的に弱い次世代シーケンサーによるCell Typingの研究が欠落Mapping など手作業によるところが多く、AI 等の導入が遅れている外国人の参入が少ない
イタリックは革新脳としてアドバンテージが取れる部分
China Brain Projects
• The China Brain Project, entitled “Brain Science and Brain-Inspired Intelligence,” is formulated as a 15-year plan (2016–2030), with the first five years coincident with China’s 13th five-year plan for national social and economic development.
• Neural Circuit Mechanisms of Cognition
• Early Diagnosis and Intervention of Brain Disorders
• Input from Chinese Medicine• Non-human Primate Research:
GM Macaque• Brain-Inspired Computation• Machines with Human
Intelligence• Artificial Intelligence
9Mu-ming Poo et al., Neuron, 2016
世界との比較を踏まえて具体的な政策
アメリカ、ヨーロッパは霊長類の研究が難しい革新脳の最大の特徴である、マーモセット研究を軸にデータを共有し、国際連携を進める（その際、マカクの遺伝子改変中国が最大のライバル）
連携方法
(1)技術、試薬提供型連携：• 霊長類特異的、マウス特異的ウィルスの分与、情報共有• 透明化技術共有• 回路再構成技術共有
(2) 人材交換型連携：日本からの若手育成のための人材派遣（短期、長期）PIレベルの情報交換のための人材派遣
トランスジェニックマーモセットの使用を日本の研究機関で行うための海外からの招聘
(3) データベース横断型連携：マーモセット神経回路とヒト、マカク、マウス神経回路の種間比較マーモセット遺伝子発現とヒト、マカク、マウス遺伝子発現の種間比較脳構造の種間比較（MRI, PET、ECoG)
革新脳で遅れているポイント：遺伝子発現に基盤をおいた
マーモセット脳におけるcell typing
Tasic et al. Adult mouse cortical cell taxonomy revealed by single cell transcriptomics.Nature Neuroscience, 2016
他国で進んでいる革新的技術によるBrain Mapping• Structural MappingとFunctional Mapping用の遺伝子レ
ポーターの開発（個別技術課題で新規採択）
• 透明化技術によるStructural MappingとFunctional Mappingの融合（個別技術課題で新規採択）
• 電位依存性レポーターによるin vivo Imaging （個別技術課題で新規採択）
• Google Map的な解像度を超えた統合的脳マップデータベースの作成（ショウジョウバエなどで進んでいる）
革新脳における課題： 透明化を含むこれらの新技術のマーモセット脳への積極的応用
(1) 技術、試薬提供型連携(2) 人材交換型連携に必要となる具体的なシステム
(1)技術、試薬提供型連携：• 霊長類特異的、マウス特異的ウィルスの分与、情報共有• In situ 等で利用したcDNA断片の分与• 透明化技術共有• 回路再構成技術共有簡単に提供できる情報やウィルスの情報をOn lineで開示。分与する際のMTAを一括して処理するシステムの構築により、研究者の負担を減。
(2) 人材交換型連携：日本からの若手育成のための人材派遣（短期、長期）PIレベルの情報交換のための人材派遣
海外の研究者がトランスジェニックマーモセットを日本の研究機関で使用する際の招聘システム海外からの研究者が短期間／長期間トランスジェニックマーモセットを使用した実験を行えるシステム
国際連携によるデータベース横断プロジェクト
他にオーストラリア韓国イスラエルなど 日本
（革新脳）（理研NIJC)
アメリカ（Allen Brain Institute)(Janelia Farm)
中国(Brain China)
ヨーロッパ（Human brain mapping)
DA、DBA、ITスペシャリストの仕事（１）プラットフォーム：ハードウェア、オペレーティングシステムや関連するシステム開発、アプリケーション開発の促進、連携推進
（２）データベースの論理設計、物理設計、回復管理などの設計、構築及び導入。データベースにデータを簡単に登録できるシステムの構築等
（３）ネットワーク：ネットワークの構成要素、ネットワーク網、キャパシティ、障害回避手段などの設計、構築及び導入
（４）システム管理：データベース間での連携とデータの比較を可能にするソフトの開発のための連携推進
（５）セキュリティー：セキュリティ機能、セキュリティのためのコンポーネントなどの設計、構築及び導入
データベース管理専門施設の設置、専門職の導入、柔軟なグラントの流用システム構築
• データベースを長く運用、管理するための特別施設の設置
• データ管理者（ライフサイエンスでPhDを持つデータアドミニストレータ:DA）、データベース管理者（（ライフサイエンスでPhDを持つデータベースアドミニストレータ:DBA）共有資源としてのデータ
ベースの管理を専任する職種を設定• DA,DBAの安定な雇用の確保、ITスペシャリスト
の確保またはIT関連会社との連携を可能にする柔軟なグラントシステムの導入
共通プラットフォームの構築例１：革新脳マーモセットDBと既存げっ歯類DB（Allen Brain Atlas) の検索システムの共通化例２：データベース横断型の検索システムの導入
(3) データベース横断型連携に必要となる国内の備え
様々な分野を理解し、IT技術を元にシステム
構築ができる人材の存在によって可能に
革新脳の課題• （総論）世界のマーモセット脳科学の推進の牽引役を担う• （総論）遺伝子改変マーモセットの作成・供給の推進
• 具体的プロジェクト：遺伝子発現に基盤をおいたマーモセット脳におけるcell typingの推進
• 技術、試薬提供型：簡単に提供できる情報やウィルスの情報をOn lineで開示。分与する際のMTAを一括して処理するシステムの構築により、研究者の負担を減らす
• 人材交流：海外からの研究者が短期間／長期トランスジェニックマーモセットを使用した実験を行えるシステムの構築
• データベース：Google Map的な解像度を超えた統合的脳マップデータベースの作成。データベースの論理設計、物理設計、回復管理などの設計、構築及び導入。データベースにデータを簡単に登録できるシステムの構築等。
• データベースキャパシティの問題の解決（民間との共同）
BrainProjectsの国際状況
慶應義塾大学・理化学研究所
岡野 栄之
2017年7月14日
BrainMappingProject
Brain Mapping by Integrated Neurotechnologies for Disease Studies(supported by MEXT, Japan ) started in FY 2014.
OkanoH,MiyawakiA,KasaiK.PhilosTransRSocLondBBiolSci.370:20140310,2015.
• (i)Fundamentalresearchwithinternationalcollaboration;
• (ii)Globalprogramsforthediagnosis,preventionandtreatmentofbraindisorders;
• (iii)Theoreticalmodelingofthebrainandthedevelopmentofbrain-basedartificialintelligence;
• (iv)Integrationofneurosciencewiththesocialandbehavioralsciencestoimproveeducationandlifemanagementascomponentsofabrain-awaresociety.
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G-ScienceAcademiesStatement2016:Understanding,Protecting,andDevelopingGlobalBrainResources
BrainResearchthroughAdvancingInnovativeNeurotechnologies
GregFarberDirector,OfficeofTechnologyDevelopment
andCoordinationNationalInstituteofMentalHealth
NationalInstitutesofHealth
TheNIHBRAINInitiative
TheChallengeforthe21st Century
• Braindisorders– bothneurodevelopmentalandneurodegenerative– willbethemostdisablingandmostcostlyofthesechronicdiseases.
• Chronicnon-communicablediseaseswillbeinthe21st centurywhatinfectiousdiseaseswereinthe20th century.
• WedoNOTknowenoughaboutthebraintomeetthischallenge.
BRAINInitiative:PartnersFY2014Investments
GovernmentAgencies $inMillionsNationalInstitutes ofHealth $40DefenseAdvancedResearch ProjectsAgency $50NationalScienceFoundation $20
PrivateOrganizationsAllenInstituteforBrainScience $60HowardHughesMedicalInstitute $30SalkInstituteforBiologicalStudies $28TheKavli Foundation $4
InvestmentsatotherBRAINAgenciesNSF• August2014- Awarded36EarlyConceptGrantsforExploratory
Research(EAGER)• Heldworkshopssponsoredbymultiplescientificdirectorates• EstablishednewMIT-basedScienceandTechnologyCenterfor
Brains,MindsandMachines
DARPA• EstablishednewBiologicalTechnologiesOfficetosupportbreakthroughresearchthatintegratesbiology,engineering,andcomputersciencefornationalsecurity
• NewBRAIN–relatedprogramsinclude:• ElectRx• NeuroFunction,Activity,Structure,andTechnology(Neuro-FAST)• ReorganizationandPlasticitytoAccelerateInjuryRecovery
(REPAIR)• System-BasedNeurotechnology forEmergingTherapies(SUBNETS)• RestoringActiveMemory(RAM)• ProstheticHandProprioceptionandTouchInterfaces(HAPTIX)
CorneliaBargmann,PhD(co-chair)TheRockefellerUniversity
BillNewsome,PhD(co-chair)StanfordUniversity
DavidAnderson,PhDCaliforniaInstituteofTechnology
EmeryBrown,MD,PhDMassachusettsInstituteofTechnology
KarlDeisseroth,MD,PhDStanfordUniversity
JohnDonoghue,PhDBrownUniversity
PeterMacLeish,PhDMorehouseSchoolofMedicine
EveMarder,PhDBrandeisUniversity
RichardNormann,PhDUniversityofUtah
EXOFFICIOMEMBERSKathyHudson,PhDNationalInstitutesofHealth
GeoffreyLing,MD,PhDDefenseAdvancedResearchProjectsAgency
JohnWingfield,PhDNationalScienceFoundation
JoshuaSanes,PhDHarvardUniversity
MarkSchnitzer,PhDStanfordUniversity
TerrySejnowski,PhDSalkInstituteforBiologicalStudies
DavidTank,PhDPrincetonUniversity
RogerTsien,PhDUniversityofCalifornia,SanDiego
KamilUgurbil,PhDUniversityofMinnesota
NIHandBRAIN:NIHWorkingGroup
1. Discovering diversity: Identify and provide experimental access to the different brain cell types to determine their roles in health and disease.
2. Maps at multiple scales: Generate circuit diagrams that vary in resolution from synapses to the whole brain.
3. The brain in action: Produce a dynamic picture of the functioning brain by developing and applying improved methods for large-scale monitoring of neural activity.
4. Demonstrating causality: Link brain activity to behavior with precise interventional tools that change neural circuit dynamics.
NIHBrainInitiativeSevenHighPriorityResearchAreas
5. Identifying fundamental principles: Produce conceptual foundations for understanding the biological basis of mental processes through development of new theoretical and data analysis tools.
6. Advancing human neuroscience: Develop innovative technologies to understand the human brain and treat its disorders; create and support integrated human brain research networks.
7. From BRAIN Initiative to the brain: Integrate new technological and conceptual approaches produced in goals #1-6 to discover how dynamic patterns of neural activity are transformed into cognition, emotion, perception, and action in health and disease.
NIHBrainInitiativeSevenHighPriorityResearchAreas
HowtoAccomplishTheseGoals:Principles
1 Pursuehumanandnon-humananimalstudiesinparallel
2 Crossboundariesininterdisciplinarycollaborations
3 Integratespatialandtemporalscales
4 Establishplatformsforsharingdataandtools
5 Validateanddisseminatetechnology
6 Considerethicalimplicationsofneuroscienceresearch
7 AccountabilitytoNIH,taxpayers,andthescientificcommunity
NIHBrainInitiative:EstimatedBudget
Ramp up to $400M/yr by FY 2018 Plateau at $500M/yr by FY2021
Total investment of $4.5B by FY 2025
HumanBrainProjects(Europe)
• A centralized,large-scaleenterprisewithacomputationalfocusaimedatbuildingdetailedmodelsofneuralcircuitry,alongwith13complementarysub-projects:SP1,StrategicMouseBrainData;SP2,StrategicHumanBrainData;SP3,CognitiveArchitectures;SP4,MathematicalandTheoreticalFoundationsofBrainResearch;SP5,Neuroinformatics;SP6,BrainSimulation;SP7,High-PerformanceComputing;SP8,MedicalInformatics;SP9,NeuromorphicComputing;SP10,Neurorobotics;SP11,Applications;SP12,EthicsandSociety;andSP13,Management
• HBPseekstodevelopaninfrastructurethatleveragesinformationandcommunicationstechnology(ICT)andisfocusedonstudiesincognitiveneuroscienceandbrain-inspiredcomputing.
• NotusingNon-humanprimates,butusingRodentsandHuman
• TheBlueBrainProjectMarkram Hetal.: ReconstructionandSimulationofNeocorticalMicrocircuitry.Cell,2015
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• TheAIBSseekstounderstandthebiologicalandbiophysicalpropertiesofaspeck(roughly1mm3)ofcerebralcortex.AIBSisengagedinthreelarge,interrelatedprojects:
• 1)PeriodicTableofCellTypes:AIBSisderivinganontologyofneuronalcelltypesinmouseandhumancortexusingacombinationofsingle-celltranscriptional,morphological,electrophysiological,connectionalandfunctionalproperties.
• 2)CorticalMicrocircuit:AIBSisconstructingdetailedbiophysicalmodelsofthelocalcolumnarmicrocircuitacrosscorticaldepthonthebasisofdense,light-andelectron-microscopicconnectionalreconstructionsofonecubicmillimeterofmouseandhumancortexinconjunctionwithknowledgeofcelltypesandtheirconnectionalprobabilities
• 3)BrainObservatory:AIBSismeasuringdensecellular-levelactivityacrossmanyregionsinbehavingmiceusingacombinationofwide-fieldandcellularopticalphysiologyandelectrophysiologyunderhighlystandardizedconditionsandcomparingtheseagainstexpectedresponsesfromdetailedmodelsofcorticalprocessing.
14
AllenInstituteforBrainScience(AIBS):Aim
• TheAllenMouseBrainAtlas: acomprehensive,cellular-levelatlasofgeneexpressionintheadultlaboratorymouse.
• Atlasesforthedevelopingmouse.• Atlasfortheadultanddevelopingnonhumanprimate
(Macaca mulatta).• Transcriptionalatlasesfortheadultanddevelopinghuman
brain.• TheAllenCellTypeDatabase,agrowingcollectionofsingle
neuronsfrommouseprimaryvisualcortex.• ThefirstmassivedatasetsfromtheAllenBrainObservatory,
characterizingandanalyzing,inahighlystandardizedmanner,thefunctionalresponses—usingtwo-photoncalciumimaging—ofmorethan10,000cellsinthevisualcortexofbehavingwild-typeandtransgenicmicenresponsetoabatteryofvisualstimuli.
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AllenInstituteforBrainScience(AIBS):Achievements
ChinaBrainProjects
• TheChinaBrainProject,entitled“BrainScienceandBrain-InspiredIntelligence,”isformulatedasa15-yearplan(2016–2030),withthefirstfiveyearscoincidentwithChina’s13th five-yearplanfornationalsocialandeconomicdevelopment.
• NeuralCircuitMechanismsofCognition
• EarlyDiagnosisandInterventionofBrainDisorders
• InputfromChineseMedicine• Non-humanPrimateResearch:
GMMacaque• Brain-InspiredComputation• MachineswithHuman
Intelligence• ArtificialIntelligence
17Mu-ming Pooetal.,Neuron,2016
• 韓国
• オーストラリア
• イスラエル
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他の準備中のNation-wideBrainProjects
マクロレベル
HideyukiOkano:RIKEN/Keio
Marmosetbrainmapping
AtsushiMiyawaki:RIKEN
Innovativetechnology
KiyotoKasai:UniversityofTokyo
Diseasebiomarkers
https://www.bminds.brain.riken.jp/
マクロレベル
Macro level Meso level Micro level(~50 μm) (1 μm) (1 nm)
TracerinjectionOpticalmicroscope
MicrocircuitryElectronmicroscopeMultimodalMRimaging
ReviewedbyOkanoetal.Neuron,2016
Brain/MINDSDataPortalを開設2017年3月21日
2017/6/30 Top - Brain/MINDS Data Portal – RIKEN
https://www.bminds.brain.riken.jp/ 1/2
Login
Marmoset Structural MapIntegration of experimental brain imaging data into thereference brain space
Marmoset Reference BrainMulti-modal Nissl & MRI 3D brain atlas
Marmoset MRIStructural and functional mapping of marmoset neuralcircuitry
Marmoset Tracer ProjectsMarmoset brain mapping based on tracer injection
Marmoset Gene AtlasIn situ hybridization database
Technical InnovationsTransparent Brains
Give Feedback
Home Getting Started Research Themes News Contact About Search
https://www.bminds.brain.riken.jp/
Marmoset Gene Atlas(Tomomi Shimogori at RIKEN BSI)
Identifying disorder-related
neural circuits using multi-center
database
Developing translatable brain markers
linking primates and humans
①
Brain/MINDSClinical Research Managing Team/Psychiatric Disorders Research Team
Analyzing neural circuits in model
marmosets
③
Feedback to clinical data for developing clinically-relevant
biomarkers
④
Central Institutes, Core (RIKEN)
Clinical Research Management Team
Psychiatric Disorders Research Team (PI: K. Kasai, U-Tokyo)
②
Okano, Miyawaki, Kasai: Philos Trans R Soc Lond B
Biol Sci, 2015 (review)
1.PsychiatricDisorder2.Dementia3.PD/Neurodegenration4.Stroke
今後の重要課題：中核拠点だけでは、機能マップの内、以下の点に
ついては人材が乏しく、十分な対応が出来ない
①系シナプス的に特定の神経細胞をablationすることにより神経回路と行動との因果関係の証明
②MRI（拡散強調画像法）による神経回路のマクロスコピックな
構造マッピングのデータ、トレーサー注入法による神経回路のメゾスコピックな構造マッピングのデータ、さらにこれらと機能マッピング情報を統合し、脳機能をシュミレーションするための計算技術開発
③疾患モデル解析のニーズに基づくPETイメージングの多様化と新規プローブの開発
④遺伝子発現と古典的な組織学の双方に基盤をおいたマーモセット脳におけるcelltyping
脳プロや臨床研究グループとの共同研究の進展と課題
• より詳細なゲノム・エピゲノム解析
• Cross-speciesComparison
• 疾患モデルマーモセットの作成と解析
• データベースとそれに基づく機能シュミレーション
