SF世界が現実になった感がすごい。実験室で培養した「ミニ脳」から脳波が検出される(米研究)

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　実験室で培養した脳組織から史上初めて、自然発生的な電気活動が確認された。それは、早産で生まれた赤ちゃんの脳活動に驚くほど似ていたのだそうだ。

　培養した脳組織が動き出すとか、まさにSFの世界が現実になった感じだ。

　今回の研究が初めて発表されたのは2018年11月のこと。そして、このほどきちんと査読された論文という形で『Cell Stem Cell』（8月29日付）に掲載された。

　米カリフォルニア大学サンディエゴ校の神経学者アリソン・ムオトリ氏によると、確認された神経活動のレベルはインビトロ（体外の）のものとしては前代未聞で、初期段階の高度神経ネットワークを実際に生じさせるモデルに一歩近づいたという。

ヒト多能性幹細胞を10ヶ月以上培養して作った脳オルガノイド

　人工的に培養された脳や臓器を「オルガノイド」という。それは臓器の3D簡易ミニチュアで、薬剤への反応や特定条件での細胞の発達といったものを調べる研究に使われる。

　件の脳オルガノイドは、ヒト多能性幹細胞から成長した。これはどんな細胞にもなれるいわば白紙の細胞で、ムオトリ氏はここから大脳皮質を発達させた。記憶、知覚、認知、思考、感覚処理にきわめて重要な役割を担う部位だ。

　小さな脳を10ヶ月以上にわたり培地の中で成長させ、この間、脳の発達に必要な遺伝子が発現していることを確認するためにテストを実施。また脳波の計測もされていた。

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10ヶ月にわたり培養した豆粒サイズの脳オルガノイド

image credit：Muotri Lab / UCTV

6ヶ月経過した脳オルガノイドに見られた早産児の脳活動パターン

　昨年の『Nature』の報告によると、6ヶ月もすると脳オルガノイドはこれまで観察されたことがなかったほど活発な脳活動を示し始めたとのこと。

　解析の結果、こうした活動はヒトの成人で見られるような組織化され予測可能な脳活動とはずいぶん異なるものであった。

　しかし、注目すべきパターンがあった。それは同期した脳活動の無秩序なバーストなのだが、これは早産の赤ちゃんに見られるものであるそうだ。

　論文にはこうある。

オルガノイドのネットワーク活動は、成人に見られるような完全な時間的複雑性を示していないが、不活発な状態とネットワーク同期イベントを交互に繰り返すパターンは、人間の早産児の脳波に現れる電気生理学的サインに似ている。

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脳オルガノイドの断面

image credit：Muotri Lab / UCTV

人間の赤ちゃんの脳と同じような発達曲線をたどっていることを示唆

　まったく同じというわけではない。だが、早産児39名から記録された脳波に基づいて訓練した機械学習モデルは、培養されている脳オルガノイドの発達期間を正確に予測することができた。

　このことは、脳オルガノイドが人間の幼児の脳と同じような発達曲線をたどっていることを示唆している。

　脳オルガノイドは、実際のヒト脳とはかなり違う。ただ小さく単純化されているだけでなく、他の領域に結合されてもいない。またニューロンが正常に機能するために必要なタンパク質を欠いた状態で作られている。

　それでも、脳の発達のさらなる理解へ向けた一歩ではあるだろう。なにしろ人間の赤ちゃんの脳などそう簡単に手に入るものではないし、成人の脳は嫌になる程複雑なのだ。

オルガノイドが完全な新生児の皮質と機能的に同等であると主張するつもりはないが、現在の結果は、ヒト脳の複雑な時空的振動ダイナミクスを模したインビトロモデルへ向けた第一歩である。

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人の手によって脳オルガノイドに意識が芽生える危険性を懸念する声も

　今後、研究チームは、脳オルガノイドの開発を続け、それ以上に成熟するものかどうか確かめる予定でいるそうだ。

　だが、こうした進展の一方で、人の手によって意識が生じてしまうのではないかと強く懸念する声もある。

　たとえば、この研究が最初に発表された当時、「早産児に近づけば近づくほど、慎重にならなくてはいけない」と米アレン脳科学研究所のクリストフ・コチ氏はコメントしている。

　脳オルガノイドは通常通りに機能しないよう注意して設計されており、現時点ではムオトリ氏らはそれほど心配していない。

　だが、このまま実験が続けば、いずれ脳オルガノイドに意識が芽生える可能性は否定できない。万が一、意識の兆候が見られるようであれば、研究はただちに停止するとのことだ。

　が、できると知れば、試したくなるのも人間の性ではなかろうか？そしたら本当にSFの世界が現実になっちゃって、あんな空想とかこんな妄想が走り出したら止まらなくなるよ、もうどうしよう。

References:reddit / Phys.org / Cell Stem Cell / Science alertなど / written by hiroching / edited by usagi

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