■培養したミニ脳から人の脳と類似した脳波を検出 アメリカの大学が研究

　実験室で培養したミニ脳から、人のものに似た電気的活動を初めて検出したとする研究論文が８月29日、アメリカで発表されました。この研究結果は、神経学的状態のモデル化、さらには人の大脳皮質（灰白質）の発達に関する根本的理解への道を開くものだといいます。
　豆粒大の「培養脳」に意識があるかどうかは、まだ明らかになっていません。今回の革新的進展をもたらした研究チームは、検出された電気的活動が早産児のものに似ていることから意識はないとの見方を示していますが、確かなことはいえないといいます。
　成体幹細胞から作製されるいわゆる「脳オルガノイド（細胞集合体）」が登場してから約10年となるものの、機能的な神経細胞ネットワークを発達させたのは今回が初めてです。
　アメリカのカリフォルニア大学サンディエゴ校の生物学者アリソン・ムオトリ氏と研究チームが医学誌「セル・プレス」で発表した論文によると、今回の飛躍的進歩は２つの要因によって可能となったといいます。
　１つ目の要因は、培地製法の最適化などを含む幹細胞培養過程の向上です。２つ目は、子宮の中で胎児の脳が発達するのと同じように、神経細胞に発達のための十分な時間を単に与えることです。これについてムオトリ氏は、「人間の最初期の神経発達はゲノム（全遺伝情報）に符号化されている」と説明しています。
　研究チームがオルガノイドから突発的に放出される脳波を検出し始めたのは、約２カ月が経過してからでした。
　脳波信号は最初まばらで、みな同じ周波数で発せられました。これは非常に未成熟な人の脳にみられるパターンです。だが成長するにつれて、異なる周波数で脳波が発せられ、信号がより定期的に出現するようになりました。これはオルガノイドの神経細胞ネットワークの発達が進んだことを示唆しています。
　研究チームは次に、この脳波パターンを初期発達段階にある人の脳の脳波パターンと比較。比較作業には、早産児39人から記録した脳波活動を使い訓練した機械学習アルゴリズムが用いられました。
　その結果、脳オルガノイドがペトリ皿（シャーレ）の中で発達した期間についての予測を正確に行うことができました。これは自然環境の脳と同様の成長軌跡を脳オルガノイドもたどることを示唆するものです。
　新生児がどの発達段階で意識を獲得するのか、そして意識の定義については、どちらも科学者らの間で論争の的となっています。
　新生児の脳活動を調査した2013年のフランスの研究では、新生児が見せられた顔の画像について考え始めるのは生後５カ月からであり、その映像を一時的な「作業記憶」に保存するとみられることが明らかになりました。研究では、この能力を知覚的意識と関連付けています。
　脳オルガノイドの応用範囲として考えられるのは、てんかんや自閉症などの神経学的疾患患者の幹細胞から脳オルガノイドを作製することにより、疾患のモデル化を向上させられることであり、治療法の発見につながるかもしれません。
　研究チームは、より基本的な問題も解明したいとしています。ムオトリ氏によると、脳オルガノイドの発達が約９～10カ月で止まる理由が、まだ明らかになっていないのだといいます。
　内部への栄養物の供給を可能にする血管新生系がないからなのか、それとも（感覚入力の形での）刺激が単に欠けているだけなのか、ムオトリ氏は両方の仮説を検証したいとしています。
　そして今後は、脳オルガノイドが人の脳に近付くにつれ、あらゆる種類の倫理的問題が浮上するのは避けられないとしながら、この研究分野を合意された制限と規制の対象とすることを提案しています。

　２０１９年９月１日（日）

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