リサ・ジョコモ

リサ・ジョコモは、スタンフォード大学医学部の神経生物学科の教授であるアメリカの神経科学者です。ジョコモは、空間ナビゲーションと記憶 に関与する皮質神経回路の基礎となる分子および細胞のメカニズムを調査しています。

ジョコモはコロラド州ハイランズランチで育ち、屋外で多くの時間を過ごしました。^[1]彼女は、幼い頃に屋外で探検したことが科学への興味を抱いた理由であるとし、医学の道を歩めば科学への興味が満たされると考えました。^[1]ジョコモは、奨学金を受けてベイラー大学で医学部進学準備課程を修了しました。 ^[2]医学の道に進むことを志したジョコモは、地元のクリニックや退役軍人病院でメンタルヘルスカウンセラーとして働き、精神疾患の研究も行いました。^[1]これらの研究経験と心理学の授業で行っていた実験がきっかけで、彼女は心理学を専攻するようになりました。^[2]精神疾患の治療法が不足していることに気づき始めると、心理学と統計学の教授であるロジャー・カーク博士に刺激を受け、医学ではなく神経生物学のより深い理解を追求する道へと進路を変えました。^{[1] [2]}

ジョコモは2002年にベイラー大学で心理学の学士号を取得し、その後ボストン大学で心理学の修士号を取得しました。^{[2]ジョコモは}マイケル・ハッセルモ博士と協力し、さまざまな神経調節物質が記憶処理にどのように影響するかを理解しました。 ^{[2]彼女はボストン大学に留まり、}ハッセルモの指導の下で神経科学の博士号を取得しました。^{[1]ジョコモは博士課程中に、海馬スライスへのニコチンの塗布が}グルタミン酸シナプス伝達を調節し、シナプス伝達の強化期間が長くなることを示す 第一著者論文を2005年に発表しました。^{[3]これらの結果は、}ニコチンが記憶を強化する効果を持つメカニズムについての洞察を提供する可能性があります。^[3]

ジョコモは、コリン作動性調節が皮質機能に及ぼす影響^[4]や、代謝型グルタミン酸受容体のシナプス伝達に対する調節効果の違い^{[5]を調査した後、}グリッド細胞の研究を開始しました。グリッド細胞は、空間的に調節された発火場を示す皮質の細胞であり、環境全体で繰り返され、動物の空間における位置を継続的に更新します。Scienceに掲載された第一著者の論文で、ジョコモは、グリッド細胞が、背側から腹側の軸を横切る嗅内皮質の閾値下膜電位振動の周波数に違いを示すことを発見しました。^[6]これらの発見は、閾値下体性振動の周波数の違いがグリッド細胞フィールドの空間周波数の違いをもたらすというバージェスとオキーフのモデルと一致しています。^[6]ジョコモはさらに、背腹軸を横切る内側嗅内皮質グリッド細胞の固有特性の違いを調査し、2008年に、グリッド細胞の生理学に関する実験データを、グリッド細胞の2つの計算モデルの枠組みでどのように理解できるかを概説した別の第一著者論文を発表しました。^[7]彼女は、実験データを考慮すると、アトラクターダイナミクスと振動干渉モデルの両方が、嗅内皮質におけるグリッド細胞の発火特性を説明するのに役立つと結論付けました。^[7]

ジョコモは2008年に博士号を取得し、モーザー研究室でポスドク研究を続けることを決めました。そこでは、グリッド細胞を発見した科学者の指導の下、大学院での研究で得た細胞および計算に関する研究を動物でテストすることができました。^[1]研究室はノルウェー科学技術大学の神経計算センターにあったため、ジョコモはポスドク研究のために夫とともにノルウェーに移りました。 ^[1]彼女はノルウェーで4年間モーザー夫妻と働き、グリッド細胞分野に大きな影響を与えた多くの影響力のある論文を発表しました。 2011年、彼女は嗅内皮質の特定のチャネル、過分極活性化環状ヌクレオチド依存性チャネル（HCN）をノックアウトすると、グリッドフィールドのサイズと間隔が拡大しますが、グリッドパターンの背腹勾配は維持されることを発見しました。^[8]グリッド細胞の他の計算モデルを調べることに加えて、ジョコモはCell誌の第一著者論文で嗅内皮質の頭方向細胞の機能について説明しました。^[9]彼女は頭方向細胞が地形的に組織化されていることを発見しました。^[9]具体的には、これらの細胞のチューニング勾配は背腹軸に沿って減少し、背腹方向のチューニング勾配は嗅内皮質の層IIIでのみ発現します。^[9]全体として、この論文は嗅内皮質回路における背腹方向勾配の基本的な性質を強調しました。^[9]

2011年から2012年にかけて、ジョコモはノルウェー科学技術大学のカブリシステム神経科学研究所でグループリーダーを務めました。その後、ジョコモは2013年にスタンフォード大学に採用され、2018年まで神経生物学の助教授を務めました。 ^[10]ジョコモ研究室は、嗅内皮質の機能的に定義された細胞タイプの神経生物学に焦点を当てています。^[10]グリッド細胞、頭位細胞、境界細胞を研究することで、ジョコモは測定可能な出力を提供するシステムで特定の操作を実行できます。^[10]

2015 年、ジョコモと彼女の研究室はグリッド細胞における新たなエラー修正メカニズムを発見しました。^[11]グリッド細胞は空間における動物の位置の神経表現を計算する際に経路積分を使用するため、ジョコモと彼女の研究室は、脳内に何らかのエラー修正メカニズムが備わっているに違いないと仮説を立てました。そうでなければエラーが蓄積し、動物は環境をナビゲートすることができなくなります。^[11]彼らは、グリッド細胞が移動した時間と距離に応じてエラーを蓄積すること、そのエラーがグリッドパターンの一貫したドリフトを反映していること、そして最後に境界細胞がエラー修正の神経基質として機能する可能性があることを発見しました。^[11]全体として、これらの発見は、動物の環境におけるランドマークがグリッドの安定性に非常に重要であることを示しています。^[11] 2018 年、ジョコモと彼女の研究室は、HCN1 チャネルをノックアウトしてグリッドスケールを拡大することにより、グリッドスケールが場所のスケールに与える影響を調査しました。^[12]彼らは、場所のスケールが環境の境界から遠く離れた領域でも拡大し、場所フィールドの安定性が低下し、空間学習が損なわれることを観察しました。^[12]これらの発見は、場所コーディングと空間記憶におけるグリッド細胞と場所細胞の重要な生物学的つながりを浮き彫りにしています。^[12] 2019年に、ジョコモの研究室は嗅内空間マップの可塑性を調査しました。^[13]彼らは、嗅内マップが学習した報酬の場所を組み込むように再構成され、この再構成により、動物が報酬の場所の近くにいるときの位置デコードが改善されることを発見しました。^[13]

ジョコモ研究室の研究プログラムのもう一つの目標は、内側嗅内皮質の地形の発生を探り、イオンチャネルの勾配がどのように発達して空間マッピングと空間の神経表現を生み出すかを理解することです。^[10]

2019年、ジョコモはスタンフォード大学の神経生物学の准教授に昇進した。^[14]

• 2019年ヴァレー奨学生賞^[15]
• 2018年海軍研究局若手研究者賞、海軍研究局^[16]
• 2018年神経科学学会若手研究者賞^[17]
• 2016年ジェームズ・S・マクドネル財団奨学生、ジェームズ・S・マクドネル財団奨学生^[18]
• 2016年研究貢献賞 ベイラー大学^[2]
• 2015年 Bio-X提携教員、科学リーダーシップ評議会メンバー^[1]
• 2015 ロバートソン神経科学研究者 – ニューヨーク幹細胞財団、ニューヨーク幹細胞財団^[19]
• 2014年 クリンゲンシュタイン＝シモンズ財団神経科学フェローシップ賞^[20]
• 2013年アルフレッド・P・スローン財団スローンフェロー^[21]
• 2012年 ピーター・アンド・パトリシア・グルーバー国際研究賞、グルーバー財団^[21]

• 嗅内ニューロンのバーストダイナミクスにおけるトポグラフィー。Bant JS、Hardcastle K、Ocko SA、Giocomo LM。Cell Reports。2020;20:2349-2359 ^[22]
• 嗅内速度信号は環境の形状を反映する。Munn RGK、Mallory CS、Hardcastle K、Chetkovich DM、Giocomo LM。Nature Neuroscience。2020;23:239-251 ^[23]
• 記憶された報酬の位置は嗅内脳空間マップを再構築する。Butler WN*、Hardcastle K*、Giocomo LM。サイエンス。2019;363:1447-1452 ^[13]
• ハエの神経コンパスはいかにして絶えず変化する世界に適応するのか。キャンベルMG、ジョコモLM。ネイチャー。2019;576:42-43 ^[24]
• 皮質分裂の流動性 Hardcastle K, Giocomo LM. Neuron. 2019;102:8-11 ^[25]
• 空間の神経コードにおける弾力性の出現。Ocko SA、Hardcastle K、Giocomo LM、Ganguli S. PNAS。2018;E11798-E11806 ^[26]
• ナビゲーションのための嗅内皮質コードにおけるランドマークと自己運動の手がかりの統合を支配する原理。Campbell MG、Ocko SA、Mallory CS、Low IC、Ganguli S、Giocomo LM。Nature Neuroscience。2018;21:1096-1106 ^[27]
• 内側嗅内皮質におけるナビゲーションのための多重化、異種、適応コード。Hardcastle K、Maheswaranathan N、Ganguli S、Giocomo LM。ニューロン。2017;94:375-387 ^[28]
• グリッド細胞のエラー修正メカニズムとしての環境境界 Hardcastle K, Ganguli S, Giocomo LM. Neuron. 2015;86:827–839 ^[29]
• 環境境界は空間地図を修正し固定するメカニズムである。Giocomo LM. Journal of Physiology. 2016;594:6501-6511. ^[30]
• 内側嗅内皮質における頭位細胞のトポグラフィー。Giocomo LM、Stensola T、Bonnevie T、Van Cauter T、Moser MB、Moser EI。Current Biology。2014;24(3):252-62。^[31]
• 閾値下振動の時間的頻度は嗅内グリッド細胞フィールド間隔に比例する。Giocomo LM、Zilli EA、Frans_n E、Hasselmo ME。サイエンス。2007;315(5819):1719-22。^[32]
• 海馬CA3領域におけるグルタミン酸シナプス伝達のニコチンによる調節Giocomo LM、Hasselmo ME.Eur J Neurosci. 2005;22(6):1349-56.  ^[33]