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脳の大きさのニューロン

28.02.2017

脳がどのように機能するかを理解するには、その神経回路がどのように見えるか、ニューロンがどのように互いに接続しているかを知る必要があります。そのためには、個々のニューロンがそのすべてのプロセス (軸索と樹状突起) でどのように見えるかを知る必要があります。特に通常の神経生物学的方法で解決する場合、このタスクは非常に困難です。

これらの方法の XNUMX つが次のようなものです。染料がニューロンに注入され、ニューロンはその軸索と樹状突起に沿って広がります。次に、脳を非常に薄いセクションに「切り刻み」、染料がどこに行ったかを確認します。ニューロンのプロセスはしばしば強く枝分かれし、長距離にわたって広がるため、それらを最後までたどることが常に可能であるとは限りません。

しかし、最近、神経科学者は、より信頼性が高く、手間がかからない、このタスクを実行するための新しい方法を発明しており、これらの方法の XNUMX つが、アレン脳研究所の所長である Christoph Koch の研究グループによって発明されました。マウスに遺伝子工学によって蛍光タンパク質の遺伝子を導入し、その遺伝子にある物質の出現に反応して活性化する制御機構を持たせました。

この物質を動物に与えると、発光タンパク質の遺伝子が目覚めたが、どこでもというわけではなく、フェンスと呼ばれる特別な脳領域の一部のニューロンでのみ起きた. その結果、マウスの神経細胞はすべてのプロセスに沿って光り始め（蛍光タンパク質がニューロン全体に徐々に広がりました）、そのような細胞がほとんどなかったため、脳の厚さで非常に簡単に区別できました。新しい方法の利点は、外科的介入なしで生きているニューロンを完全に染色できることです。

コンピューター上で適切に処理された脳組織の XNUMX 万個の切片が、フェンスの XNUMX つのニューロンの XNUMX 次元マップを作成することを可能にしました。それらはフェンスニューロンと呼ばれていますが、そのプロセスは両方の半球にまで広がっており、ニューロンのXNUMXつは王冠のように脳全体を取り囲んでいることがわかりました.

クリストフ・コッホ自身によると、今まで、神経科学者はこのようなものに遭遇したことがありません. もちろん、マウスも人間も他の動物も非常に長いニューロンを持っています。たとえば、ニューロンのプロセスが手足全体に広がる脚や、神経細胞が脳全体を走る脳幹などです。しかし、フェンスニューロンには重要な違いがあります。それらは、行動を制御し、感覚情報を分析する脳のほとんどの部分と接触しています。

断層脳スキャンの実験から、フェンスは脳の残りの部分と多くの接触を維持していることが知られており、それは皮質下構造に属していますが、意識の機能において重要な役割を果たしていると多くの人が信じています (最初のこのアイデアは、2000 年代半ばにフランシス・クリックとクリストフ・コッホによって提唱されました)。しかし、これまで、神経細胞がどのように配置されているかを詳細に検討した人はいません。

新しいデータは、フェンスと脳の残りの部分への広範な接続について私たちが知っていることを確実に裏付けています. 多くの点で、他の神経中枢よりも研究が容易である.

おそらく、近い将来、神経科学者は同様の方法で他の細胞を追跡しようとするでしょう - そして、例えば、フェンスの異なるニューロンが異なる領域に行くかどうか、またはそれらのプロセスが内部でグループ化されるかどうかを言うことが可能になるでしょう.いくつかの同じルート。

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