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Googleと janeliaが、ハエの脳神経回路を3Dマップ化

Googleとバージニア州のハワード・ヒューズ医学研究所ジャネリア・リサーチキャンパス(Janelia)の研究者が、世界最高となる高解像度の脳神経回路マップを発表しました。コネクトーム(Connectome)と呼ばれるこの神経回路マップには、ショウジョウバエの脳にある2万5,000個のニューロンとその間の2,000万のつながりを示す配線図が示されています。複雑なイメージング技術とディープラーニングのアルゴリズムが必要となります。

The biggest, most detailed map yet made of brain cells / FlyEM/janelia

今回発表されたコネクトームには、ハエの脳の直径約250マイクロメートル(髪の毛2本の太さに相当)の領域が示されています。マッピングされた領域はハエの脳全体の約3分の1を占め、学習や進路誘導、視覚処理、そして、おそらくは睡眠に使われる神経回路の領域も含まれています。この研究に関する論文原稿はプレプリントサーバーのバイオアーカイブ(bioRxiv)で公開されており、データは誰でも閲覧およびダウンロードできます。

コネクトームを作成するにあたって研究者らは、ハエの脳を極薄に切り分け、各切片を電子顕微鏡で精査しました。そして、50兆個の3Dピクセルを生成し、アルゴリズムを使用して各細胞の経路を追跡しました。

At Janelia, the FlyEM Project is developing technology that will enable us to create a map of every neuron and synapse in the Drosophila nervous system / FlyEM/janelia

特定の脳領域と行動の関連性を解明したいと考える神経科学者にとってこの成果は画期的です。これまでに完全な脳マップが作成された動物は、ニューロンが約302個しかない線虫の一種「カエノラブディティス・エレガンス」だけでした。

ただ、すべての神経科学者が「コネクトミクス」と呼ばれる方法での脳マッピングが、もっとも優れた研究方法だと確信しているわけではありません。コネクトームはリアルタイムで動物のニューロンの発火の様子を示すことができないからです。

人間の脳全体のコネクトーム作成までには、まだまだ長い道のりがあります。ショウジョウバエの脳のニューロン数は約10万であるのに対し、ヒトの脳には約860億個のニューロンがあります。


The hemibrain dataset encompasses the part of the fly brain highlighted here in blue. This region includes neurons involved in learning, navigation, smell, vision, and many other functions.

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