医用データ科学

浦久保 秀俊

ウラクボ ヒデトシ  (Hidetoshi Urakubo)

基本情報

所属
藤田医科大学 医学部・医用データ科学講座 准教授
学位
博士(工学)(2003年3月 東京大学)

研究者番号
40512140
J-GLOBAL ID
201101036451836391
researchmap会員ID
B000004615

外部リンク

脳は、記憶により駆動されるシステムです。私たちは、過去の記憶・経験に基づいて思考し、より良い未来を目指して行動します。人工ニューラルネットワークがトレーニングに基づいて神経結合を形成して機能を決定するように、記憶(経験)がその人のありようを決定するのです。

 私は、記憶がどのように入力されるかについて、分子神経科学の実験的知見をコンピュータシミュレーションにより統合して動作を検証する研究を行ってきました。記憶は「シナプス」と呼ばれる素子を単位として生じます。ただし、シナプスへの記憶の入力方法は極めて多様で、ある時は各々独立に、時には共同して生じますし、発達・情動・精神疾患により大きく影響を受けます。

 私は、多様な記憶入力について数学的ルールを抽出し、脳がどのように記憶・学習を形づくるかについて明らかにします。物質としての脳から機能的実体が生じる初めの一歩に注目して研究を進める予定です。詳しくは「研究紹介」をご覧ください。


委員歴

 1

受賞

 1

論文

 25
  • Takayuki Onai, Noritaka Adachi, Hidetoshi Urakubo, Fumiaki Sugahara, Toshihiro Aramaki, Mami Matsumoto, Nobuhiko Ohno
    108338-108338 2023年11月  査読有り
  • Sergey Mursalimov, Mami Matsumoto, Hidetoshi Urakubo, Elena Deineko, Nobuhiko Ohno
    mcad107 2023年7月25日  査読有り
  • Sehyung Lee, Hideaki Kume, Hidetoshi Urakubo, Haruo Kasai, Shin Ishii
    Neural networks 152 57-69 2022年8月  査読有り
  • Hidetoshi Urakubo, Sho Yagishita, Haruo Kasai, Yoshiyuki Kubota, Shin Ishii
    PLOS Computational Biology 17(9) e1009364-e1009364 2021年9月30日  査読有り筆頭著者責任著者
  • Laxmi Kumar Parajuli, Hidetoshi Urakubo, Ai Takahashi-Nakazato, Roberto Ogelman, Hirohide Iwasaki, Masato Koike, Hyung-Bae Kwon, Shin Ishii, Won Chan Oh, Yugo Fukazawa, Shigeo Okabe
    eNeuro 2020年10月27日  査読有り
    Precise information on synapse organization in a dendrite is crucial to understanding the mechanisms underlying voltage integration and the variability in the strength of synaptic inputs across dendrites of different complex morphologies. Here, we used focused ion beam/scanning electron microscope (FIB/SEM) to image the dendritic spines of mice in the hippocampal CA1 region, CA3 region, somatosensory cortex, striatum, and cerebellum (CB). Our results show that the spine geometry and dimensions differ across neuronal cell types. Despite this difference, dendritic spines were organized in an orchestrated manner such that the postsynaptic density (PSD) area per unit length of dendrite scaled positively with the dendritic diameter in CA1 proximal stratum radiatum (PSR), cortex and CB. The ratio of the PSD area to neck length was kept relatively uniform across dendrites of different diameters in CA1 PSR. Computer simulation suggests that a similar level of synaptic strength across different dendrites in CA1 PSR enables the effective transfer of synaptic inputs from the dendrites towards soma. Excitatory postsynaptic potentials (EPSPs), evoked at single spines by glutamate uncaging and recorded at the soma, show that the neck length is more influential than head width in regulating the EPSP magnitude at the soma. Our study describes thorough morphological features and the organizational principles of dendritic spines in different brain regions.Significance statement Little is known about the characteristic anatomical features underlying the organization of spine synapses in a dendrite. This study used volume electron microscopy to make an extensive characterization of dendritic spine synapses in multiple regions of the mouse brain to uncover the principles underlying their placement along a dendritic shaft. By using a combination of approaches such as two-photon imaging, glutamate uncaging, electrophysiology, and computer simulation, we reveal the functional importance of regulated spine placement along a dendritic trunk. Our research presents a crucial step in understanding the synaptic computational principle in dendrites by highlighting the generalizable features of dendritic spine organization in a neuron.

MISC

 26

担当経験のある科目(授業)

 6

共同研究・競争的資金等の研究課題

 9