2023年08月28日

東北大、生物の脳神経回路模した培養系モデル開発

【カテゴリー】：ファインケミカル 【関連企業・団体】：東北大学

哺乳類の大脳皮質は、複数の神経細胞が同期して活動する状態と、細胞がそれぞれ個別に発火する状態の均衡が保たれているといわれる。このような発火状態は、他の領域から受け取る信号と大脳皮質のネットワークの構造の相互関係によって制御されていると考えられるが、これを系統的に検証できる有効な実験系は存在していなかった。 　東北大学 電気通信研究所の山本英明准教授らの研究チームは28日、スペインのバルセロナ大学などと共同で、微細加工したガラス基板上でラット大脳皮質の神経細胞を培養し、独自の実験系を構築した。そして、哺乳類の大脳皮質で見られる「モジュール性」という特徴を強く持った培養神経回路ほど外部入力に対する感受性が強くなり、培養神経回路特有の過剰な同期が崩されやすくなることを明らかにした。 　さらに、一連の実験結果を説明するシミュレーションモデルを構築し、入力を常時受けることによってシナプス伝達で放出される神経伝達物質が減少することが鍵になっていることを突き止めた。 この研究は生物が進化の過程で保存してきた回路構造の機能的意義を明らかにするもので、その特徴を工学的に活用した新しい医工学デバイスや人工ニューラルネットワークモデルの提案につながることが期待される。同研究成果は8月25日に国際科学誌「Science Advancesに」掲載された。 ニュースリリース https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20230828_01web_modular.pdf