大脳2/3層ニューロンから水平に伸長する軸索（水平軸索）は同じ層で枝分かれを形成してシナプス結合を作るが、その神経結合の形成にはニューロンの電気的活動度が関与していることが示唆されている。しかしながら、実際に皮質ニューロンの電気的活動と軸索伸展や枝分かれなどの形態学的な動態との関係についてはほとんど知られていないのが現状である。また、神経活動から軸索の形態変化を仲介する分子機構についてもわずかな知見があるに留まっている。私たちはこの問題に取り組むために、大脳皮質切片を電極付培養皿上で長期間培養して、電気的活動度を制御しながら、あるいは候補分子を添加して、水平軸索の形態的変化の分析を行っている。これまでに、神経活動は皮質ニューロンの軸索伸長に対して抑制的に、枝分かれに対しては促進的に作用し得ることを示唆する結果を得ている。今後は上述したような目的に沿って、より長期的に変化する軸索成長・枝分かれ・シナプス形成の特性を遺伝子工学的な手法を導入して研究する。