たった1年でここまで進化した…脳神経系の自動再構築、一目瞭然!神経系のモデルを体感可能!

論文:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/605634v2
Written by Peter H
Status : Now published in Microscopy and Microanalysis doi: 10.1017/S1431927619007554

 

皆さん、脳の神経系の飛躍的の発展についていけていますか? 人工知能の世界的な動向は著しく、激動の日々が続いております。そのような中、新たに脳神経系のニュースが舞い込んできました。本稿では、たった1年でどの程度の発展を遂げたのかを皆さんに認知してもらい、実際に自動再構築されたショウジョウバエの脳の神経系のモデルを体感していただきたいと思います。

今回紹介するコネクトミクスの研究目的は、神経系内(特に脳や目)の接続の包括的なマップを作成し、脳の神経系の構造と機能を明らかにすることです。

ショウジョウバエの脳をモデルにする理由は、他生物と比較してニューロン数が極めて少ないということにあります。ショウジョウバエの脳のニューロン数は約10万といわれていて、ネズミのニューロン数約5000万や人間のニューロン数は約20億と比較しても極めて少ないのです。

これらの研究をより深掘りし、計算容量をあげることで、人間の約20億個 (ショウジョウバエの2万倍!)のニューロンであっても、ほぼ全自動でセグメンテーションを行えるようになるかもしれないという可能性も秘めています。

再構築されたショウジョウバエの脳モデル

下の写真をご覧ください。最も大きく写っているの3つの断面図が、今回再構築されたショウジョウバエの脳構造です。

写真右下の赤四角で囲われてるものがショウジョウバエの中脳の視葉の一部(2015年)で、写真右下の青四角で囲われてるものが鳥の視蓋(2018年)です。

鳥の視蓋と比較し、たった1年という期間でより大きなモデルである神経回路を高精度に再構築できたことが伺えます。これは大きな前進です。

再構築されたショウジョウバエの脳モデル

次の写真は、今回再構築されたショウジョウバエの断面図を示しています。写真B-Eの規格は、B(左上)から順に200μm、50μm、10μm、1μm単位表示になっており神経系の1つ1つがより鮮明になっていると思います。各々のセグメンテーションには色が割り振られており、1つ1つが独立した神経系になっています。

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