脳は極めて複雑な組織であるが、その発生は外胚葉という単純な細胞の固まりが分化することから始まる。本研究グループは脳形成を例に、複雑な器官形成の分子機構の解明に挑む。脳の発生の過程のどこかに我々の精神機能を解く鍵が隠されているかもしれない。初期発生解析には研究が最も進んでいるアフリカツメガエルやニワトリ胚の系を使う一方、哺乳類の脳発生解析やその再生医学応用には胚性幹細胞（ES細胞）も用いる。

本研究グループでは、カエル、ニワトリ、マウスなどの動物胚を研究内容ごとに駆使し、胚の中で脳のもと（原基）がどのように誕生するかを分子、細胞レベルで詳細に研究している。アフリカツメガエルは、ごく初期の神経分化制御機構を解析するのに極めて優れたモデル動物であり、この系を用いて、我々はSpemannオーガナイザーから分泌される神経誘導因子（神経前駆細胞の分化を促す因子）Chordinの単離に成功した。
また、神経誘導因子の下流で働く神経分化制御因子（Zic、SoxDなど）を同定し、最近では神経堤細胞分化のマスター制御因子がFoxD3であることを示した。神経前駆細胞から特定の神経細胞に個性付けする、脳領域特異的な分泌性シグナル因子のスクリーニングも盛んに行っている。
例えば中枢神経の背側化因子として同定されたTiarinは新しいクラスの分泌性シグナル分子であり、大変興味が持たれる。さらに、新しいアプローチとして、マウスや霊長類のES細胞の新しい試験管内分化系を樹立した。これを用いて、これまで手つかずであった哺乳類の初期神経発生の機構を詳細に研究すると共に、その応用として神経難病の幹細胞治療の基盤研究を行っていく予定である。