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RIKEN BRAIN SCIENCE INSTITUTE (理研BSI)

Faculty Detail / 研究室詳細

神経回路・行動生理学研究チーム

シニア・チームリーダー

Spatial learning, In vivo physiology, Circuit genetics

Thomas, McHugh J.

研究内容

行動する時、脳回路はどのように作用しているのか、それを理解することが脳科学の根本的な目標のひとつといえるでしょう。遺伝学研究の進化に伴い、システムや回路を含む複雑な問題に取り組む為にマウスが重要な役割りを果たしている昨今、当研究チームでは、海馬回路などで可塑性が記憶をどのように構築するのかを理解する事を目標とし、そのための新たなマウスの遺伝学的及び生理学的方法論を開発しつつ研究を行っています。新しいテクノロジーは遺伝学的、解剖学的に定義された一部のニューロンのシナプス伝達を任意に、かつ可逆的に不活化する事を可能にします。行動課題遂行中動物におけるニューロン活動の生理学的測定と組み合わせることで、これらの遺伝子操作動物は、神経回路と生理機能および行動を関連づける画期的なツールとなります。

蛍光免疫標識したPOMC-creマウスの脳の冠状断面。海馬歯状回領域の顆粒細胞だけに発現するCre組換え酵素が、限定した細胞特異的な遺伝子操作を可能にする。

主な発表論文 全て表示する

  1. 1

    Roman Boehringer, Denis Polygalov, Arthur J.Y. Huang, Steven J. Middleton, Vincent Robert, Marie E. Wintzer, Rebecca A. Piskorowski, Vivien Chevaleyre, and Thomas J. McHugh: "Chronic Loss of CA2 Transmission Leads to Hippocampal Hyperexcitability", Neuron, 94(3), 642-655.e9 (2017)

  2. 2

    Middleton SJ, and McHugh TJ: "Silencing CA3 disrupts temporal coding in the CA1 ensemble.", Nat Neurosci (2016)

  3. 3

    Yu LM, Polygalov D, Wintzer ME, Chiang MC, and McHugh TJ: "CA3 Synaptic Silencing Attenuates Kainic Acid-Induced Seizures and Hippocampal Network Oscillations.", eNeuro, 3(1) (2016)

  4. 4

    Chinnakkaruppan A, Wintzer ME, McHugh TJ, and Rosenblum K: "Differential Contribution of Hippocampal Subfields to Components of Associative Taste Learning.", J Neurosci, 34(33), 11007-11015 (2014)

  5. 5

    Wintzer ME, Boehringer R, Polygalov D, and McHugh TJ: "The Hippocampal CA2 Ensemble Is Sensitive to Contextual Change.", J Neurosci, 34(8), 3056-3066 (2014)

  6. 6

    Nakashiba T, Cushman JD, Pelkey KA, Renaudineau S, Buhl DL, McHugh TJ, Barrera VR, Chittajallu R, Iwamoto KS, McBain CJ, Fanselow MS, and Tonegawa S: "Young Dentate Granule Cells Mediate Pattern Separation, whereas Old Granule Cells Facilitate Pattern Completion.", Cell (2012)

  7. 7

    Jones MW, and McHugh TJ: "Updating hippocampal representations: CA2 joins the circuit.", Trends Neurosci, 34(10), 526-35 (2011)

  8. 8

    Nakashiba T, Buhl DL, McHugh TJ, and Tonegawa S: "Hippocampal CA3 output is crucial for ripple-associated reactivation and consolidation of memory.", Neuron, 62(6), 781-7 (2009)

  9. 9

    Nakashiba T, Young JZ, McHugh TJ, Buhl DL, and Tonegawa S: "Transgenic inhibition of synaptic transmission reveals role of CA3 output in hippocampal learning.", Science, 319(5867), 1260-4 (2008)

  10. 10

    Tonegawa S, and McHugh TJ: "The ins and outs of hippocampal circuits.", Neuron, 57(2), 175-7 (2008)

  11. 11

    Nakashiba T, Young JZ, McHugh TJ, Buhl DL, and Tonegawa S: "Inducible, Reversible Inhibition of Synaptic Transmission Reveals the Role of CA3 Output in Hippocampal Learning and Memory.", Science, 319(5876), 1260-4 (2008)

  12. 12

    McHugh TJ, Jones MW, Quinn JJ, Balthasar N, Coppari R, Elmquist JK, Lowell BB, Fanselow MS, Wilson MA, and Tonegawa S: "Dentate gyrus NMDA receptors mediate rapid pattern separation in the hippocampal network.", Science, 317(5834), 1994-9 (2007)

  13. 13

    McHugh TJ, Blum KI, Tsien JZ, Tonegawa S, and Wilson MA.: "Impaired hippocampal representation of space in CA1-specific NMDAR1 knockout mice.", Cell, 87(7), 1339-49 (1996)

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