研究: 発達障害
問題設定
魚の小脳はヒトのようにしわや境目がなく均一に見えます。回路はヒトとわずかに違うものの、かなり類似しています。ヒトでも前庭小脳と脊髄小脳の機能解析は進んできましたが、社会性などの高次機能に関する小脳の役割は未解明が多くあります。自閉症のような社会性の変化はヒト特有と思われがちですが、進化的に保存された脳機能や感覚処理に深く関わっています。
私たちの発見 — 脳地図
ゼブラフィッシュ小脳の遠心路を明らかにし、遊泳時や眼振時の神経活動をカルシウムイメージングで描出し、解剖学的地図と活動地図が対応することを示しました。光遺伝学で介入すると対応する行動の異常を来しました。2014年にPNASに掲載されました。
代表論文: Matsui et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2014. doi:10.1073/pnas.1403105111
私たちの発見 — 魚の自閉症モデルと環境
Angelman症候群やASDに関連するUBE3Aを欠損したゼブラフィッシュで、社会行動が環境要因でどう変わるかを調べました。不安を誘発する白い発泡スチロール水槽では仲間に近づかず社会性が低下し、繁殖水槽に近い透明アクリル水槽では社会的ふるまいが改善しました。遺伝子発現と脳活動マッピングから、視覚情報処理の異常と不安の亢進が示されました。遺伝的素因をもつ個体の社会性は環境で大きく修飾されうる、という結果です（Dougnon and Matsui, Molecular Psychiatry, 2025）。 doi:10.1038/s41380-025-03180-0 / プレスリリース
ヒト疾患との接続
現在は魚やヒトの小脳、とくに大脳と関わる部分が発達障害とどう関連するかを検証し、自閉症やADHDをより深く理解する研究を進めています。
ここから先を、一緒に考える。
発達障害
問い 神経や精神の発達障害は、遺伝子と環境でどう変わるのか。
これまでの発見 ゼブラフィッシュ小脳の出力は機能的に領域化しており、2014年のPNASで示した。同誌には編集委員の岡本均先生（Hitoshi Okamoto）によるCommentaryが付いている。UBE3A欠損魚では、不安を誘発する環境で社会性が落ち、馴染みの環境では改善する（Molecular Psychiatry, 2025）。
次に問いたいこと
- 運動の中枢とされてきた小脳は、社会性や心にどう関わっているのか。より良い社会とはどんな社会か。
- 同じ遺伝子変異をもっていても、環境しだいで社会性が変わるのはなぜか。
使えるアプローチ 小型魚類の行動解析、カルシウムイメージング、遺伝子改変を組み合わせます。回路の問いは光遺伝学や活動マッピングで詰め、分子の問いは遺伝子発現解析と接続します。
関心のある人へ 発達障害、社会行動、小脳、感覚処理に関心がある人。行動実験と画像解析のどちらからでも参加できます。
- Dougnon, G., Matsui, H.*. Environmental context modulates sociability in ube3a zebrafish mutants via alterations in sensory pathways. Mol. Psychiatry. 2025. doi:10.1038/s41380-025-03180-0
- Matsui, H.*, Namikawa, K., Babaryka, A. and Köster, R. Functional regionalization of the teleost cerebellum analyzed in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2014. doi:10.1073/pnas.1403105111
テーマは、研究室の基盤と本人の関心・強みを出発点に、議論しながら具体化します。最初の計画をなぞるだけでなく、得られた結果から問いを育て、自分の研究へ発展させることを重視します。