この画像を大きなサイズで見る人間の脳は頭蓋骨に守られているため、生後の成長過程を直接観察することは難しい。そこで米ハーバード大学の研究チームは、実験室で幹細胞から人間の脳オルガノイド（ミニ脳）を培養し、5年を超えて生かし続けることに成功した。
さらに、若い細胞と古い細胞を分解して混ぜ合わせる実験を行ったところ、古い細胞は自身が過ごした時間を記憶しており、成長段階をスキップして急速に発達する「時間のワープ」を引き起こした。
細胞そのものが時間を測る時計を持ち、過去の経過を刻み込んでいることが明らかになったのだ。
この研究成果は『Nature』誌（2026年8月19日付）に掲載された。
脳の成長を細胞レベルで観察する画期的な研究
人間の脳はおよそ860億個の神経細胞（ニューロン）で構成され、成熟するまでに20年近い歳月を必要とする。
脳は硬い頭蓋骨に守られているため、生後の脳がどのように育っていくのかを細胞レベルで観察することはこれまでできなかった。
そこで科学者たちは、人間の幹細胞から「脳オルガノイド」と呼ばれるミニ脳を作り、実験室で研究を進めてきた。
しかし従来の培養方法では数ヶ月で神経細胞が死んでしまい、胎児期の初期段階しか観察できないという壁があった。
今回、ハーバード大学のパオラ・アルロッタ教授らは、神経細胞が自発的に電気信号を出す「発火」に注目した。
神経細胞も筋肉と同じで、使われないと衰えてしまう。
チームは自発的な発火を維持できる特殊な培養液を用い、ミニ脳を5年を超えて健康な状態に保つことに成功した。
これまでの最長記録は694日だったので、3倍近い長さになる。研究室には7年に達したミニ脳も残っている。
この画像を大きなサイズで見るミニ脳は人間とほぼ同じ速さで成長、細胞が時間を記憶
研究チームがDNAの加齢マーカーである「エピジェネティック時計」を使って調べたところ、ミニ脳の細胞は現実の人間とほぼ同じ速さで育っていることが判明した。
神経細胞をサポートするアストロサイトなどの細胞が現れる順番も、実際のヒトの脳と一致していた。
光も感覚への刺激もない培養皿の中で、細胞自身が正確に時間を測り、その記憶を分子レベルで刻み込んでいたのである。
この画像を大きなサイズで見る成長ステップをスキップする時間のワープ
さらにチームは、細胞が時間を記憶していることを証明するため、年齢の異なる細胞を混ぜ合わせる実験を行った。
9ヶ月から12ヶ月育てた古いミニ脳と、わずか15日しか培養していない若いミニ脳を、細胞単位までバラバラに分解する。
そして両者を一つの塊として再び組み直した。
同じ塊の中にいるため、どちらの細胞も同じ環境からの信号を受けることになる。
若い細胞は予定通り初期段階の細胞を作り始めたが、古い細胞の動きは違っていた。
古い細胞は過去に自分が過ごした時間をしっかりと「記憶」していたのだ。
若い細胞からの信号を受けて新しく神経細胞を作り始めたものの、初期段階には戻らなかった。
すでに経験した成長ステップを飛ばし、通常なら2ヶ月以上かかるはずの細胞を、たった2週間で作り出した。
古い細胞が作ったのは、左右の脳をつなぐ神経細胞である。人間で特に発達した細胞で、生まれる時期が遅く、これまで培養では作ることが難しかった。
アルロッタ教授は、古い細胞だけが成長工程をスキップしたこの現象を「時間のワープ」と表現している。
この画像を大きなサイズで見る未解明だった人間の脳の発達と精神疾患の解明へ
ここでいう細胞の記憶とは、私たちが子供の頃の出来事を思い出すような記憶ではない。
細胞がこれまで歩んできた発達の歴史が、分子レベルに刻み込まれているという意味である。
5年を超えるミニ脳の長期培養と、細胞が持つ時間の記憶の発見は、これまでわからなかった「生後の脳の成長」を解明するための大きな手掛かりとなる。
神経細胞の成長メカニズムがより詳しくわかれば、自閉症や統合失調症といった精神疾患がどのように発生し進行するのかを解き明かす手がかりになるかもしれない。
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References: DOI: 10.1038/s41586-026-10877-x / Oldest human brain cells grown in lab 'recorded passage of time'
