史上最も詳細な人間の脳の地図

科学者たちはこれまでで最も詳細な成人の脳の地図を公開し、3,300種類の脳細胞の配置と機能を明らかにした。

小脳にある大きな神経細胞であるプルキンエ細胞は、脳の後方と下部に位置しています。写真：スティーブ・グシュマイスナー／サイエンス・フォト・ライブラリー

ヒトの脳細胞をマッピングしたこの新たな研究は、10月12日にScience、Science Advances 、 Science Translational Medicineの3誌に掲載された21本の論文で発表されました。「これは単なる地図帳ではありません。動物の脳を極めて高い細胞解像度で観察できる、全く新しい分野を開拓するものです。これはこれまで不可能でした」と、アレン脳科学研究所の神経科学者で、5本の論文の筆頭著者であるエド・レイン氏は述べています。

この新たな研究は、マウス、ヒト、ヒト以外の霊長類の脳をカタログ化するために2017年に始まった米国立衛生研究所（NIH）の主要プロジェクトの一環として行われた。

マッピングされた細胞には、電気的および化学的メッセージを介して情報伝達を行う脳細胞であるニューロンと、ほぼ同数のその他の細胞が含まれていました。成人の脳には、約860億個（±80億個）のニューロンと、約840億個のその他の細胞が含まれています。

研究チームはトランスクリプトミクスと呼ばれる手法を用いて、各細胞内のすべてのRNAをカタログ化した。RNAは、タンパク質合成などの重要なタスクの指示を担う遺伝子分子である。また、研究チームはエピジェネティクスを用いて、DNA上に存在し、遺伝子の利用を制御する化学シグナルを解析した。このプロジェクトに含まれる個々の研究には、数十万から数百万個の脳細胞のデータが含まれていた。

これらの技術を組み合わせることで、研究チームは発達期および成人期のヒトの脳、そしてマーモセット（ Callithrix ）やマカク（ Macaca ）といった他の霊長類グループの脳の細胞マップを作成しました。これにより、ヒトと霊長類の脳を直接比較することができ、ヒトの脳の多くの細胞型がチンパンジーやゴリラにも存在することが明らかになりました。しかし、細胞型は共通しているにもかかわらず、ヒトと霊長類のこれらの細胞の遺伝子活動は大きく異なり、細胞の協調方法にも違いが生じています。

ヒトの脳地図は、その詳細さにおいて前例のないものですが、研究チームによる最初の草稿に過ぎません。研究チームは次に、新たに発見された脳細胞の機能を解明したいと考えています。これらの脳細胞の多くは、脳幹などの脳の深部構造に存在しています。また、様々な細胞の遺伝子活動が神経疾患の発症にどのように寄与するのかについても解明したいと考えています。

Thu Thao （ Live Scienceによると）

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