日本の科学者、実験室で人間の脳回路を再現

日本の名古屋大学の研究者らが、幹細胞を用いたミニチュア脳モデルを開発し、視床と皮質の相互作用を研究。視床が皮質神経ネットワークの成熟に果たす重要な役割を明らかにした。この発見は自閉症などの神経障害研究を進める可能性がある。

名古屋大学薬学研究科の教授・尾坂田文隆氏と大学院生・西村正敏氏率いるチームは、人工多能性幹細胞(iPS細胞)由来の融合オルガノイドであるアセンブロイドを作成し、人間の視床と大脳皮質間の接続を模倣した。 これらの実験室で培養された構造は、神経発達をリアルタイムで観察可能にする。研究者らは視床オルガノイドと皮質オルガノイドを別々に生成し、結合させた。視床からの神経繊維が皮質に向かって延長し、逆もまた然りで、人間の脳に類似したシナプスを形成した。 解析の結果、視床と連結した皮質組織は、単独の皮質オルガノイドに比べて遺伝子発現でより高い成熟度を示した。神経信号は視床から皮質へ波状のパターンで伝播し、同期活動を誘導した。この同期は、視床へ逆行投射する錐体路(PT)ニューロンと皮質視床(CT)ニューロンで特異的に起こったが、脳内投射(IT)ニューロンでは起こらなかった。 この研究は、2025年11月19日付『Proceedings of the National Academy of Sciences』(第122巻47号)に掲載され、知覚・思考・認知に不可欠な特殊な皮質回路の組織化における視床の役割を強調している。これらの回路は自閉症スペクトラム障害などの疾患で異常発達することが多い。 尾坂田氏は意義を次のように述べた:「人間の脳を再現することで、構成主義的アプローチによる脳理解に大きな進展を遂げました。これらの発見は、神経・精神疾患の機序解明と新規治療開発を加速させるでしょう。」 このプラットフォームは人間脳組織の直接研究における倫理的障壁を克服し、神経発達障害の研究ツールを提供する。

関連記事

Researchers observing a detailed mouse cortex simulation on Japan's Fugaku supercomputer, with a colorful 3D brain model on screen.
AIによって生成された画像

研究者らが日本のFugakuスーパーコンピューターで詳細なマウス皮質シミュレーションを実行

AIによるレポート AIによって生成された画像 事実確認済み

Allen Instituteと日本の電気通信大学の科学者らが、これまでに最も詳細なマウス皮質の仮想モデルを構築し、Fugakuスーパーコンピューター上で約900万個のニューロンと260億のシナプスを86の領域にわたってシミュレーションした。

研究者らは発達中の大脳皮質を模倣した詳細な脳オルガノイドを作成し、本物の脳の血管に非常に似た血管を備えました。この進歩は、実験室で培養されたミニ脳の主要な制限を解消し、より長く生存し、神経学的疾患に関するより深い洞察を提供する可能性があります。ヒト幹細胞から培養されたオルガノイドは、中空の中心を持つ均等に分布した血管を特徴とし、脳研究における重要な一歩です。

AIによるレポート

新たな遺伝子研究で、幹細胞を脳細胞に変えるのに不可欠な331の遺伝子が特定され、神経発達障害に関連する新規遺伝子を含む。ヘブライ大学エルサレム校の科学者らが主導し、初期の遺伝子異常が自閉症や発達遅延などの状態を引き起こす仕組みを強調。Nature Neuroscienceに掲載された知見は、これらの障害の遺伝パターンも明らかに。

科学者たちは、世界で最も強力なスーパーコンピューターを使って人間の脳をシミュレートする寸前であり、脳機能の秘密を解明することを目指している。ドイツのJülich Research Centreの研究者らが主導するこのプロジェクトは、JUPITERスーパーコンピューターを活用して200億個のニューロンをモデル化する。この画期的な進歩により、小規模モデルでは達成できない記憶や薬の効果に関する理論のテストが可能になる。

AIによるレポート 事実確認済み

進化的に古い中脳領域である上丘(superior colliculus)は、長い間主に皮質に帰属されていた視覚計算を独立して実行できると、PLOS Biologyの研究が示している。この研究は、5億年以上前の起源を持つ注意誘導メカニズムが、物体を背景から分離し、顕著な詳細を強調するのに役立つことを示唆している。

7テスラfMRIとプラセボパラダイムを使用して、シドニー大学の研究者らが人間の脳幹が体部位ごとに痛みをどのように調整するかをマッピングした。この研究は2025年8月28日にScienceに掲載され、水管周囲灰白質と延髄腹側前部を中核とする体性感覚地図システムを概説し、局所的な非オピオイド治療の道筋を提案している。

AIによるレポート

新たな研究で、マカクの顔の表情を制御する脳領域が予想外の方法で連携して働くことが示され、これまでの労働分担に関する仮定に挑戦した。ペンシルベニア大学のGeena Ianni氏率いる研究者らは、高度な神経記録を用いてこれらのジェスチャーがどのように符号化されるかを明らかにした。この発見は、神経障害を持つ患者の顔の信号を解読する将来の脳-コンピュータインターフェースへの道を開く可能性がある。

 

 

 

このウェブサイトはCookieを使用します

サイトを改善するための分析にCookieを使用します。詳細については、プライバシーポリシーをお読みください。
拒否