「トゥルー・ドゥ・フォース」では、研究者らはフライ・ブレーンを細部までイメージングします

研究者は、記憶と学習に関与する脳領域に臭い情報を提供するフライ脳(上の色)のニューロンのセットを再構成するために電子顕微鏡を使用した。

Z. Zheng et al ./ 細胞 2018年

初めて、科学者たちはフルマシンの脳全体をイメージしました ショウジョウバエmelanogaster 各ニューロン間の個々の接合部またはシナプスを検出するのに十分なほど詳細に説明する。その結果得られた画像データベースは、研究者がフライの行動で嗅覚、流行、空中操縦の基礎となる神経回路をマップするのに役立ちます。

ハーバード大学の神経生物学者レイチェル・ウィルソン氏は、「このデータセットとそれが生み出す機会は、間違いなく最近、神経生物学において起こった最も重要な事柄の1つです。 「興味のある世界の誰でも、データセットをダウンロードして、2つのニューロンが互いに話し合っているかどうかを判断できます。」

10万個のニューロン・フルー・フライ・ブレーンは、私たち自身の頭蓋骨のおよそ1000億個のニューロンと比較して、初歩的です。ハワイ・ヒューズ医学研究所のジャネリア・リサーチ・キャンパスでヴァージニアのアシュバーンにある神経科学者のダビ・ボック(Davi Bock)は、「このフライはまだあなたのワイングラスから夕食を取って離れています。脳の中のいくつかのシステム(臭いの検出と記憶に責任があるシステムのような)は、人間のものと「共通の原則」を共有する可能性がある、と彼は言います。

あるニューロンからの信号が別のニューロンに伝わる個々のシナプスの特徴を明らかにするために、Bockらは従来の光学顕微鏡よりも細かいディテールを解決できる電子顕微鏡を使用しました。彼らは、ニューロンの膜とシナプスのタンパク質に結合する重金属を含む溶液にフライの脳を浸した。これにより、脳は麺の塊のように見えました。外側は暗く、内側は白く、ボック氏は説明します。その後、ダイヤモンドナイフで脳を約7000スライスに切断し、各スライスに顕微鏡の電子ビームを当てて画像を作りました。

このプロセスでは、1秒間に100フレームをキャプチャできるカメラ、各脳のスライスをナノメートルの精度で所定の場所にスクラブするロボットシステム、および結果として得られる2,100万枚の写真をつなぎ合わせるソフトウェアが必要でした。その結果、個々のシナプスの特徴を研究者が拡大できる再構成が行われます。

ニューヨーク市のロックフェラー大学の神経生物学者Cornelia Bargmannは次のように述べています。「この論文は、技術的成果の観点から見た徹底的な定義です。彼女は線虫の神経系を研究している Caenorhabditis elegans ;配線図、またはconnectomeは、1986年に出版されました。フライ脳のための同様の図を得るために、研究者は新しい画像を使用して、各ニューロンを耳を傾けて脳。

これまでのところ、Bockと彼のチームは、キノコ体と呼ばれる嗅覚を学習し記憶する脳の一部のニューロンの小さなサブセットについてこれを行ってきました。最初のプロジェクトは、今日 細胞 新しいディテールを与える フライのよく研究された嗅覚系について。例えば、キノコの体内の細胞に臭い情報を中継するニューロンは予期せずタイトなバンドルを形成します.Bockのチームは現在、環境からの臭いのサンプリング方法についての手がかりを探しています。

世界各地のチームがフライの脳の完全な配線図を作成すると、その情報を生きているハエの脳活動を記録する他の技術と組み合わせる必要があります。 Bargmann氏は、ニューロン間の接続の強さは、さまざまな状況で変化することを示しています。 「私はconnectomeで生物を30年間働いてきましたが、神経系がどのように機能しているかをまだ発見しています。

しかし、この新しい論文に記載されている技術的能力は、もうひとつの進化論的ステップを人間に近づけているクリーチャーのコネチカットを、間もなくマップすることが可能であることを示唆している。 「彼らはハエが働いていることを考えると、ゼブラフィッシュはほぼ同じ複雑さの順番になっています」とBargmann氏は言います。 「私は、あまりにも長く脊椎動物に達するかもしれないと思う。

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