私達の様々な行動や認識をつかさどる脳は、どのように生まれ、機能を獲得するのでしょうか。そして、脳を構成する多数のニューロンはどのように集団をなし、神経ネットワークを作るのでしょうか。

私達は、小型魚類ゼブラフィッシュを用いて、脊椎動物の脳の情報処理とその形成機構を、進化的に保存され、運動制御・学習や高次機能に重要な小脳を中心とする神経回路に注目し研究しています。小型魚類は、胚体が透明で小さく、光技術、遺伝子導入や実験操作が容易など、発生学、神経科学に適したモデル脊椎動物です。

・小脳神経ネットワークの時空間ダイナミクス

小脳ニューロン集団のネットワークダイナミクスの時空間特性、そしてネットワークの出現と変化について、カルシウムイメージング・光遺伝学をはじめとする光技術、生理学的記録、行動実験、情報科学を組み合わせて取り組んでいます。

・膜電位イメージングを活用した

重要な光技術として、近年改良の進むGenetically encoded voltage indicatorなどを用いた、in vivo膜電位イメージング技術の開発を進めています。高速かつ直接的な活動記録が可能など、高精度のイメージングを実現することで、小脳に顕著な協調活動の実態や、協調活動の出現機構（脊髄）の理解を目指しています。また、非神経系の器官形成など様々な生命現象の新たな視点からの理解が期待できます。

・「群れ」形成のしくみ

生物は広く「群れ」といった集団をなして生存していますが、どのように群れは作られるのでしょうか。当研究室のもつ様々な実験アプローチを統合し、動物、特に魚が群れをなすしくみの理解に、神経基盤と発達期の影響などに注目して取り組んでいます。