ショウジョウバエの脳にあるすべてのニューロンと結合が、2度目にマッピングされた。Howard Hughes Medical Institute Janelia Research Campusの生物学者とGoogleのコンピューター科学者による共同研究は、脳内にある300 millionを超えるシナプス結合を明らかにした。ショウジョウバエの神経系は約150,000個のニューロンで構成されており、脳に存在するのはその一部にすぎない。
研究者らは、ハエの脳と腹部神経索の一部を、一定の間隔で多数の薄片に切り分けた。電子顕微鏡で撮影したこれらの薄片を、コンピューターモデルによって再構成した。生成AIは切断によって生じた隙間や変形を修正し、別のモデルは細胞膜を追跡して、ニューロンの3次元空間における形状を割り出した。さらに別のモデルはシナプスを認識し、その種類を分類した。人間の監督者は、フィードバックを通じてモデルのシナプス識別の精度を調整した。脳の解剖から完成した結合マップに至るまでには、約4年を要した。
Connectomeと呼ばれるこのマップは、脳内にある各ニューロンの位置と、他のニューロンとの間に形成されているシナプス結合を示している。これらの結合は、感覚入力の処理、情報の関連する中枢への伝達、記憶の形成や筋肉の動きなどの出力を決定している。研究者らは、このマップが神経科学者にとって、脳がどのように機能するのかを研究するための詳細な基盤になると期待している。
すでに完成していた雌のハエのConnectomeと新たな研究を組み合わせることで、雄と雌の脳の違いを調べることが可能になった。研究者らは、雄に特有の289個のニューロンと、雌に特有の71個のニューロンを特定した。雄と雌の両方に存在する138個のニューロンについては、雄と雌で異なる形態や結合を形成していることが分かった。これらの違いは、性決定に関与するdoublesex (dsx)遺伝子とfruitless (fru)遺伝子によって、常に直接説明できるわけではなかった。性別に特有のニューロンは、基本的な感覚処理や運動制御から離れた、より高次の処理や意思決定に関わる経路に集中していた。
研究者らは、ハエの脳のマッピングで開発された手法を、より複雑な生物に適用できる可能性があると指摘している。ただし、個体差を信頼性の高い形で評価するには数十個のConnectomeが必要になり、作業も4年より短い期間で進める必要があるとされている。
なぜ重要か
この研究は、脳の働きを個々の細胞よりも、細胞間の結合の構造を通じて調べようとする神経科学者にとって、利用可能な基盤となる。感覚情報から意思決定、運動出力に至る過程で、どの結合の集まりが役割を果たしているのかを検証しやすくなる可能性がある。特に、雄と雌のハエの違いが、性別を決定する遺伝子だけでは説明できないことから、研究の焦点は結合の構造へと移される。性別に特有のニューロンが高次の処理経路に集中していることは、基本的な感覚と行動上の意思決定との関係を詳しく調べることを可能にする。一方で、個体差を見分けるには多数のマップと、より迅速な作成が必要になる。これらの手法をより複雑な生物にどの程度適用できるのかは、依然として明らかになっていない。
背景
第二に、FikirPilotのアーカイブにとって新しい名前ではない。過去90日間に、この名前が登場するニュース記事を掲載しており、その記事の日付は2026年8月24日だった。