研究者詳細

顔写真

ナカムラ　シンヤ
中村　晋也
Shinya Nakamura
所属
大学院生命科学研究科　脳生命統御科学専攻　神経ネットワーク講座（脳神経システム分野）
職名
特任准教授（研究）
学位

  • 生命科学博士 （東北大学）

経歴 5

  • 2024年4月 ～ 継続中
    東北大学　大学院生命科学研究科　特任准教授

  • 2023年4月 ～ 2024年3月
    生理学研究所　神経ダイナミクス研究部門　特任助教

  • 2014年1月 ～ 2023年3月
    東北大学　大学院生命科学研究科　特任助教

  • 2010年4月 ～ 2013年12月
    University of Colorado Boulder　Institute for Behavioral Genetics　Research Associate

  • 2009年4月 ～ 2010年3月
    東北大学　大学院生命科学研究科　特任助教

学歴 3

  • 東北大学　大学院生命科学研究科　生命機能科学専攻

    2006年4月 ～ 2009年3月

  • 東北大学　生命科学研究科　生命機能科学専攻

    2004年4月 ～ 2006年3月

  • 九州大学　理学部　生物学科

    2000年4月 ～ 2004年3月

所属学協会 4

  • 日本心理学会

  • 日本生理学会

  • 日本神経科学学会

  • Society for Neuroscience

研究キーワード 6

  • 自己身体認識

  • 作業記憶

  • 意欲

  • 情動

  • サル

  • 経頭蓋磁気刺激

研究分野 4

  • 人文・社会 / 実験心理学 /

  • ライフサイエンス / 基盤脳科学 /

  • ライフサイエンス / 神経機能学 /

  • ライフサイエンス / 神経科学一般 /

受賞 1

  1. 公益社団法人日本心理学会学術大会特別優秀発表賞

    2024年1月　日本心理学会　サルは訓練によりVirtual Reality上の身体像を自己身体として認識する

論文 16

  1. Anterior cingulate cortex projections to the amygdala in primates: topographic and layer-specific organization underlying emotion and mood regulation

    Kei Kimura, Yuki Soga, Rintaro Yoshino, Andi Zheng, Satoshi Nonomura, Gaoge Yan, Soshi Tanabe, Shinya Nakamura, Shinya Ohara, Ken-ichi Inoue, Masahiko Takada, Ken-Ichiro Tsutsui

    Journal of Neuroscience　e0671262026-e0671262026　2026年8月14日

    出版者・発行元： Society for Neuroscience

    DOI： 10.1523/jneurosci.0671-26.2026 　

    ISSN：0270-6474

    eISSN：1529-2401

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Emotion and mood regulation critically depends on interactions between the anterior cingulate cortex (ACC) and the amygdala. However, the detailed architecture of ACC projections to their major targets, the basal (BA) and accessory (AcBA) basal nuclei of the amygdala, remains unclear. To address this issue, a combined retrograde and anterograde tracing with viral vectors were performed in macaques of either sex to map the projection patterns from the pregenual (pgACC), subgenual (sgACC), and dorsal (dACC) subareas. Data revealed that ACC neurons projecting to the BA arose predominantly from the superficial layers (II/III) of all subareas and the deep layers (V/VI) of the sgACC, whereas ACC neurons projecting to the AcBA originated mainly in the deep layers of the sgACC and dACC. The present study defines the topographic and layer-specific organization of ACC–amygdala connectivity in primates and subserves to provide an anatomical basis for future causal and translational approaches, such as targeted interventions against ACC-related mood disorders. Significance Statement Emotion and mood regulation critically depends on interactions between the anterior cingulate cortex (ACC) and the amygdala, and their dysfunctions have been implicated in mood disorders such as depression. However, the detailed organization of primate ACC–amygdala circuitry remains to be fully understood. Notably, the existence of projections from the pregenual ACC (pgACC) to the basal nucleus of the amygdala (BA) has been controversial. Using viral vector-based neural tracings in macaques, we have identified a distinct pgACC–BA pathway and shown that this pathway arises predominantly from the superficial layers of the cortex. Such unexpected laminar origin, atypical for cortico–subcortical projections, reveals a previously unrecognized circuit architecture and challenges prevailing models of cortico–amygdala linkage involved in mood disorders.

  2. Depression induced by low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation to ventral medial frontal cortex in monkeys 査読有り

    Shinya Nakamura, Yodai Kishimoto, Masaki Sekino, Motoaki Nakamura, Ken-Ichiro Tsutsui

    Experimental Neurology　357　114168-114168　2022年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.expneurol.2022.114168 　

    ISSN：0014-4886

  3. Laminar Organization of the Entorhinal Cortex in Macaque Monkeys Based on Cell-Type-Specific Markers and Connectivity 査読有り

    Shinya Ohara, Rintaro Yoshino, Kei Kimura, Taichi Kawamura, Soshi Tanabe, Andi Zheng, Shinya Nakamura, Ken-ichi Inoue, Masahiko Takada, Ken-Ichiro Tsutsui, Menno P. Witter

    Frontiers in Neural Circuits　15　2021年12月7日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fncir.2021.790116 　

    eISSN：1662-5110

    詳細を見る 詳細を閉じる

    The entorhinal cortex (EC) is a major gateway between the hippocampus and telencephalic structures, and plays a critical role in memory and navigation. Through the use of various molecular markers and genetic tools, neuron types constituting EC are well studied in rodents, and their layer-dependent distributions, connections, and functions have also been characterized. In primates, however, such cell-type-specific understandings are lagging. To bridge the gap between rodents and primates, here we provide the first cell-type-based global map of EC in macaque monkeys. The laminar organization of the monkey EC was systematically examined and compared with that of the rodent EC by using immunohistochemistry for molecular markers which have been well characterized in the rodent EC: reelin, calbindin, and Purkinje cell protein 4 (PCP4). We further employed retrograde neuron labeling from the nucleus accumbens and amygdala to identify the EC output layer. This cell-type-based approach enabled us to apply the latest laminar definition of rodent EC to monkeys. Based on the similarity of the laminar organization, the monkey EC can be divided into two subdivisions: rostral and caudal EC. These subdivisions likely correspond to the lateral and medial EC in rodents, respectively. In addition, we found an overall absence of a clear laminar arrangement of layer V neurons in the rostral EC, unlike rodents. The cell-type-based architectural map provided in this study will accelerate the application of genetic tools in monkeys for better understanding of the role of EC in memory and navigation.

  4. 霊長類のうつ病モデル

    中村晋也, 筒井健一郎

    臨床神経科学　39　(8)　1020-1023　2021年8月

  5. Changes in beta and high-gamma power in resting-state electrocorticogram induced by repetitive transcranial magnetic stimulation of primary motor cortex in unanesthetized macaque monkeys 国際誌 査読有り

    Yasutaka Honda, Shinya Nakamura, Kentaro Ogawa, Rintaro Yoshino, Philippe N. Tobler, Yukio Nishimura, Ken-Ichiro Tsutsui

    Neuroscience Research　171　41-48　2021年3月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.neures.2021.02.002 　

    ISSN：0168-0102

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is now widely used as a means of neuromodulation, but the details of the mechanisms by which rTMS works remain unclarified. As a step forward to unveiling the neural phenomena occurring underneath the TMS coil, we conducted an electrophysiological study using awake and unanesthetized monkeys with subdural electrocorticogram (ECoG) electrodes implanted over the primary motor cortex (MI). We evaluated the effects of low-frequency (1 Hz) and high-frequency (10 Hz) rTMS on the resting-state ECoG signals in the stimulated MI, as well as the motor evoked potentials (MEPs) in the contralateral hand. Following the 1-Hz rTMS application, the ECoG beta band power and the MEP amplitude were significantly decreased. Following the 10-Hz rTMS application, the ECoG high-gamma power and the MEP amplitude significantly increased. Given that beta and high-gamma activities in the ECoG reflect the synchronous firing and the firing frequency of cell assemblies, respectively, in local neural circuits, these results suggest that low-frequency rTMS inhibits neural activity by desynchronizing the firing activity of local circuits, whereas high-frequency rTMS facilitates neural activity by increasing the firing rate of cell assemblies in the local circuits.

  6. 経頭蓋磁気刺激による大脳皮質機能研究の新たな展開

    筒井健一郎, 中村晋也

    Clinical Neuroscience　38　(2)　193-195　2020年2月

  7. rTMSで探る内側前頭皮質の気分・情動制御メカニズム

    中村晋也, 筒井健一郎

    臨床精神医学　47　(8)　883-887　2018年8月

  8. 反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS) によるサル内側前頭皮質の情動・気分調節機能の検証

    筒井健一郎, 中村晋也

    心身医学　57　(9)　916-921　2017年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本心身医学会

    DOI： 10.15064/jjpm.57.9_916 　

    ISSN：0385-0307

    詳細を見る 詳細を閉じる

    <p>経頭蓋磁気刺激 (transcranial magnetic stimulation : TMS) は, 頭蓋上に置いたコイルに電流を流して誘導磁場を形成し, それによって脳内に電流を生じさせるものである. われわれはまず, 反復経頭蓋磁気刺激 (repetitive TMS : rTMS) によって生じる脳活動の変化を評価するために, rTMS前後に皮質表面電位 (electrocorticogram : ECoG) および, 運動誘発電位 (motor evoked potential : MEP) を記録する実験を行った. その結果, 10Hzの反復刺激では, MEPの振幅の増大とともに, ECoGのγ帯域のパワーの増大が, 1Hzの反復刺激では, MEPの振幅の減少とともに, ECoGのβ帯域のパワーの減少が生じていることが明らかになった. これにより, 高頻度および低頻度のrTMSによって生じるMEP振幅の変化の背景には, 安静時神経活動の変化があることが明らかになった. 次に, 内側前頭皮質の前部帯状回膝下部 (sgACC) を主なターゲットとして, 低頻度rTMSを施して局所神経活動を抑制し, 行動および生理指標の変化を調べる実験を行った. 内側前頭皮質の腹側部に位置するsgACCをターゲットとして刺激するにあたっては, ダブルコーンコイルを使用し, コントロールとして内側前頭皮質の背側部に限定した刺激を行うには8の字コイルを使用した. その結果, ダブルコーンコイルを使ってsgACCをターゲットとして刺激したときのみ, ケージ内の自発行動量の減少, 社会的積極性の喪失とひきこもりなどの行動の変化と, 血中コルチゾールレベルの上昇を示した. これらの結果は, sgACCを中心とする内側前頭皮質の腹側部が, 情動や気分の調節に関わっていることを強く示唆するものである.</p>

  9. Comparative Overview of Visuospatial Working Memory in Monkeys and Rats

    Ken-Ichiro Tsutsui, Kei Oyama, Shinya Nakamura, Toshio Iijima

    Frontiers in Systems Neuroscience　10　2016年12月16日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fnsys.2016.00099 　

    eISSN：1662-5137

  10. Control over stress accelerates extinction of drug seeking via prefrontal cortical activation 査読有り

    Michael V. Baratta, Matthew B. Pomrenze, Shinya Nakamura, Samuel D. Dolzani, Donald C. Cooper

    Neurobiology of Stress　2　20-27　2015年

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.ynstr.2015.03.002 　

    ISSN：2352-2895

  11. A novel variable delay Go/No-Go task to study attention, motivation and working memory in the head-fixed rodent 査読有り

    Samuel D Dolzani, Shinya Nakamura, Donald C Cooper

    F1000Research　2　125-125　2014年3月19日

    出版者・発行元： F1000 Research Ltd

    DOI： 10.12688/f1000research.2-125.v2 　

    eISSN：2046-1402

    詳細を見る 詳細を閉じる

    <ns4:p>In order to parse the causal elements underlying complex behaviors and decision-making processes, appropriate behavioral methods must be developed and used in concurrence with molecular, pharmacological, and electrophysiological approaches. Presented is a protocol for a novel Go/No-Go behavioral paradigm to study the brain attention and motivation/reward circuitry in awake, head-restrained rodents. This experimental setup allows: (1) Pharmacological and viral manipulation of various brain regions via targeted guide cannula; (2) Optogenetic cell-type specific activation and silencing with simultaneous electrophysiological recording and; (3) Repeated electrophysiological single and multiple unit recordings during ongoing behavior. The task consists of three components. The subject first makes an observing response by initiating a trial by lever pressing in response to distinctive Go or No-Go tones.  Then, after a variable delay period, the subject is presented with a challenge period cued by white noise during which they must respond with a lever press for the Go condition or withhold from lever pressing for the duration of the cue in the No-Go condition. After correctly responding during the challenge period (Challenge) and a brief delay, a final reward tone of the same frequency as the initiation tone is presented and sucrose reward delivery is available and contingent upon lever pressing. Here, we provide a novel procedure and validating data set that allows researchers to study and manipulate components of behavior such as attention, motivation, impulsivity, and reward-related working memory during an ongoing operant behavioral task while limiting interference from non task-related behaviors.</ns4:p>

  12. A Method for High Fidelity Optogenetic Control of Individual Pyramidal Neurons <em>In vivo</em> 査読有り

    Shinya Nakamura, Michael V. Baratta, Donald C. Cooper

    Journal of Visualized Experiments　(79)　2013年9月2日

    出版者・発行元： MyJove Corporation

    DOI： 10.3791/50291 　

    eISSN：1940-087X

  13. Cocaine self-administration in mice with forebrain knock-down of trpc5 ion channels 査読有り

    Matthew B Pomrenze, Michael V Baratta, Kristin C Rasmus, Brian A Cadle, Shinya Nakamura, Lutz Birnbaumer, Donald C Cooper

    F1000Research　2　53-53　2013年2月15日

    出版者・発行元： F1000 Research Ltd

    DOI： 10.12688/f1000research.2-53.v1 　

    eISSN：2046-1402

    詳細を見る 詳細を閉じる

    <ns4:p>Canonical transient receptor potential (TRPC) channels are a family of non-selective cation channels that play a crucial role in modulating neuronal excitability due to their involvement in intracellular Ca2+ regulation and dendritic growth. TRPC5 channels a) are one of the two most prevalent TRPC channels in the adult rodent brain; b) are densely expressed in deep layer pyramidal neurons of the prefrontal cortex (PFC); and c) modulate neuronal persistent activity necessary for working memory and attention. In order to evaluate the causal role of TRPC5 in motivation/reward-related behaviors, conditional forebrain TRPC5 knock-down (trpc5-KD) mice were generated and trained to nose-poke for intravenous cocaine. Here we present a data set containing the first 6 days of saline or cocaine self-administration in wild type (WT) and trpc5-KD mice. In addition, we also present a data set showing the dose-response to cocaine after both groups had achieved similar levels of cocaine self-administration. Compared to WT mice, trpc5-KD mice exhibited an apparent increase in self-administration on the first day of cocaine testing without prior operant training. There were no apparent differences between WT and trpc5-KD mice for saline responding on the first day of training. Both groups showed similar dose-response sensitivity to cocaine after several days of achieving similar levels of cocaine intake.</ns4:p>

  14. High fidelity optogenetic control of individual prefrontal cortical pyramidal neurons in vivo 査読有り

    Shinya Nakamura, Michael V Baratta, Matthew B Pomrenze, Samuel D Dolzani, Donald C Cooper

    F1000Research　1　7-7　2012年7月30日

    出版者・発行元： F1000 Research Ltd

    DOI： 10.12688/f1000research.1-7.v1 　

    eISSN：2046-1402

    詳細を見る 詳細を閉じる

    <ns4:p>Precise spatial and temporal manipulation of neural activity in specific genetically defined cell populations is now possible with the advent of optogenetics. The emerging field of optogenetics consists of a set of naturally-occurring and engineered light-sensitive membrane proteins that are able to activate (e.g. channelrhodopsin-2, ChR2) or silence (e.g. halorhodopsin, NpHR) neural activity. Here we demonstrate the technique and the feasibility of using novel adeno-associated viral (AAV) tools to activate (AAV-CaMKllα-ChR2-eYFP) or silence (AAV-CaMKllα-eNpHR3.0-eYFP) neural activity of rat prefrontal cortical prelimbic (PL) pyramidal neurons <ns4:italic>in vivo</ns4:italic>. <ns4:italic>In vivo</ns4:italic> single unit extracellular recording of ChR2-transduced pyramidal neurons showed that delivery of brief (10 ms) blue (473 nm) light-pulse trains up to 20 Hz via a custom fiber optic-coupled recording electrode (optrode) induced spiking with high fidelity at 20 Hz for the duration of recording (up to two hours in some cases). To silence spontaneously active neurons, we transduced them with the NpHR construct and administered continuous green (532 nm) light to completely inhibit action potential activity for up to 10 seconds with 100% fidelity in most cases. These versatile photosensitive tools, combined with optrode recording methods, provide experimental control over activity of genetically defined neurons and can be used to investigate the functional relationship between neural activity and complex cognitive behavior.</ns4:p>

  15. Difference in the functional significance between the lemniscal and paralemniscal pathways in the perception of direction of single-whisker stimulation examined by muscimol microinjection 査読有り

    Shinya Nakamura, Takaaki Narumi, Ken-Ichiro Tsutsui, Toshio Iijima

    Neuroscience Research　64　(3)　323-329　2009年7月

    DOI： 10.1016/j.neures.2009.04.005 　

    ISSN：0168-0102

  16. Impairment of the discrimination of the direction of single-whisker stimulation induced by the lemniscal pathway lesion 査読有り

    NARUMI Takaaki, NAKAMURA Shinya, TAKASHIMA Ichiro, KAKEI Shinji, TSUTSUI Ken-Ichiro, IIJIMA Toshio

    Neuroscience research : the official journal of the Japan Neuroscience Society　57　(4)　579-586　2007年4月

    DOI： 10.1016/j.neures.2007.01.003 　

    ISSN：0168-0102

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

講演・口頭発表等 10

  1. サルは訓練によりVirtual Reality上の身体像を自己身体として認識する

    中村晋也, 高根太郎, 田島大輔, 内田弘樹, 筒井健一郎, 笠原俊一

    日本心理学会第87回大会　2023年9月15日

  2. 反復経頭蓋磁気刺激を用いた脳機能操作が切り拓く霊長類情動機能研究の新たな展開

    中村晋也

    第46回日本神経科学大会　2023年8月2日

  3. 腹内側前頭皮質への低頻度反復経頭蓋磁気刺激がサルの社交性に与える影響

    中村 晋也, 中村 元昭, 筒井 健一郎

    NEURO2022

  4. サル内側前頭皮質への低頻度反復経頭蓋磁気刺激はうつ様状態を誘起する

    中村晋也, 筒井健一郎

    第99回日本生理学会大会

  5. 細胞種特異的分子マーカーと神経トレーサーを用いたマカクザル嗅内皮質の構造解析

    吉野倫太郎, 川村太一, 中村晋也, 木村慧, 田辺創思, Andi Zheng, 井上謙一, 高田昌彦, Menno Witte, 筒井健一郎, 大原慎也

    第44回日本神経科学大会

  6. マカクザル内側前頭皮質の側坐核及び扁桃体への投射様式の違いによる領域区分

    吉野 倫太郎, 木村 慧, 田辺 創思, 大原 慎也, 中村 晋也, 井上 謙一, 高田 昌彦

    第43回日本神経科学大会　2020年7月31日

  7. 経頭蓋磁気刺激を用いたサル前頭皮質における情動と社会性行動の神経基盤の探索

    中村晋也

    第43回日本神経科学大会　2020年7月30日

  8. 内側前頭皮質および背外側前頭前野への反復経頭蓋磁気刺激がサルの競争的エサ取り行動に与える影響

    池田義晃, 細川貴之, 長野人士, 齋田淳裕, 中村晋也, 筒井健一郎

    2019年7月26日

  9. 単発経頭蓋磁気刺激が一次運動野局所神経活動に与える影響と運動誘発電位との関係 - サルにおける硬膜下皮質表面電位と運動誘発電位の同時計測による検討

    本田保貴, 中村晋也, 小川顕太郎, 飯島敏夫, 西村幸夫, 筒井健一郎

    第42回日本神経科学大会　2019年7月27日

  10. パブロフ型確率条件づけにおいて条件刺激に誘発された正または負の情動を反映する行動・生理指標

    中村晋也, 森谷叡生, 本田保貴, 筒井健一郎

    第42回日本神経科学大会　2019年7月27日

︎全件表示 ︎最初の5件までを表示

共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 反復経頭蓋磁気刺激による脳の長期的な可塑性誘導を支える神経生理学的基盤の解明

    中村 晋也

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Tohoku University

    2021年4月 ～ 2024年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    多点硬膜下皮質表面電位（ECoG）記録のためのシート電極を埋め込んだサルの一次運動野（M1）に反復経頭蓋磁気刺激（rTMS）を施し、その前後において、脳活動（安静時ECoG）を経時的に記録するとともに、M1への単発TMSにより誘発される筋電位変化（運動誘発電位：MEP）をM1の機能の指標として同時記録することで、rTMSによって引き起こされる脳機能変化とそれにともなう脳活動変化の関係を探る実験を行った。 rTMSによって脳の可塑的変化を誘導するための最適な刺激頻度を調べるために、0.5から10Hzまでの5つの刺激頻度を用いて実験を行った。その結果、1HzでMEPの振幅の著しい減弱が、10HzでMEPの振幅の著しい増強が認められたことから、これらの刺激頻度がそれぞれ、rTMSによる脳機能の抑制と増強に適していることが示唆された。また、この時、1Hzでは安静時ECoGのβ帯域のパワーの減弱が、10HzではHigh-γ帯域のパワーの増強が認められたことから、これらの脳機能の抑制・増強には異なる神経メカニズムが関与していることが示唆された。さらに、単発TMSによって誘発されるECoG変化（TMS誘発電位）には、刺激から極短時間のうちにMEPの発生に関連した特徴的な電位変化が観察されており、その関係性について解析を進めている。rTMSを複数セッション行うことによって引き起こされる重畳効果についても、これらの指標の変化を総合的に評価することで検討を行っている。