この透明度の中で蛍光タンパク質が見える ダニエラ 魚よ、科学者が彼の心と体のプロセスを追跡できるようにしてください。主要な神経科学センターの研究者らは、学んでいることを望んでいる ダニエラ 魚は脳と行動の関係に関する新たな情報を明らかにするでしょう。
佐藤智恵/HHMI
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世界有数の神経科学センターが、小さな透明な魚に大きな賭けをしている。
ワシントンD.C.近郊のハワード・ヒューズ医学研究所ジェネリア研究キャンパスは、人工知能と呼ばれる珍しい魚を利用する取り組みを発表した。 ダニエラ 脳が社会的相互作用などの複雑な行動をどのように制御するかを理解します。
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「これは大きくて危険な賭けだ」とジェネリアの創業取締役兼生物製剤責任者のジェリー・ルービン氏は言う。 「しかし、それが面白いのです。」
ジェネリアは、漁業専用スペースを3倍の6,000平方フィートに拡大し、数千台の新しい水槽を設置できるスペースを作る計画だ。指導者らは、研究に取り組む科学者の数が増えることを期待している。 ダニエラ 約10人から100人以上に増加すると予想されます。
ジェネリアの研究者らは、魚の脳全体の機能をリアルタイムで観察することで、脳が人間を含む他の種の行動をどのように推進するかを正確に知りたいと考えているため、その見返りは価値があると彼らは言う。
「私たちは皆魚から進化しており、私たちの脳は魚の脳と多くの特徴を共有しています」とジェネリアの最高経営責任者であるネルソン・スプロストンは言う。
ブラックボックスとしての脳
私たちの脳を理解する競争において、 ダニエラ げっ歯類などのより一般的な実験室の生き物に比べて、いくつかの重要な利点があります。
ほとんどの種では、脳は頭蓋骨と皮膚に隠れており、見ることが困難です。 ダニエラ 一方、魚は、 彼らは頭蓋骨の上部を失い、半透明の皮膚を持っています。
しかし ダニエラ ゼブラフィッシュなどの他の実験モデルほどよく理解されていませんが、ゼブラフィッシュは幼虫の段階でのみ大きく透明です。
これは部分的には次の理由によるものです ダニエル・モチ神経科学者が好むこの種は、2021 年まで正式に別の種として認められませんでした。しかし、近年、より多くの研究室で観察されるようになりました。
「頭も体もはっきりした動物を飼うこと」 [is] 神経科学にとって非常に有益です」と研究科学者のマット・ラヴェット・バロン氏は言う ダニエラ カリフォルニア大学サンディエゴ校で。
ハエから魚へ
ジェネリアはショウジョウバエに関する研究、特に昆虫の脳内の 5,450 万個の接続すべてのマッピングにつながった 2024 年のプロジェクトで有名です。
HHMI のエリン・オシェア会長は、「ジェネリアは今、大胆な新たな挑戦に取り組む時が来ました。それは生物学の根本的な謎の 1 つを解決するのに役立つ可能性があります」と述べています。
脳行動の質問として知られるこの質問は、ニューロンの発火などの物理的プロセスが記憶、経験、意思決定などをどのように生み出すことができるかを問うものです。
ジェネリアの科学者らは、動物の脳の一部を研究するだけではこの疑問に答えることはできないと考えている。
「脳が全体としてどのように機能するかを本当に理解したいのであれば、すべてのニューロンが同時に発火しているのを実際に観察する必要がある」とルービン氏は言う。
透明な魚を使えば作業は簡単になると同氏は言うが、それは研究者がショウジョウバエの3倍のニューロンを扱うことになるということでもある。
「大量のデータが生成されるため、それを分析するには人工知能のようなものが必要になるでしょう」とルービン氏は言う。
新しい種類の科学
Genelia の計画の一部は、世界中の科学者が学びやすくするツールを作成することです。 ダニエラ。
これは、センターがショウジョウバエに対して行ったのと同様に、センターが魚の脳内のあらゆる接続のマップを作成する必要があることを意味する。これは、科学者が人工知能と協力して発見を迅速化する方法を開発することも意味します。
たとえば現在、科学者たちは沈黙していることが多い ダニエラ 魚の脳を研究する。スプロストン氏は、ジェネリアの科学者たちはこの状況を変えたいと考えていると語る。
「最終的な目標は、自由に泳ぐ動物で実験を行うことです」と彼は言う。 「これには、いくつかの重大なエンジニアリング上の課題に取り組む必要があります。」
科学者たちはすでに学んでいる ダニエラ 神はこれらの進歩を祝福してくださるでしょう。
たとえば、ラヴェット・バロン氏は、魚が群れにいるときに視覚情報をどのように利用して活動を同期させるかを学ぶのに新しいツールが役立つだろうと語った。
「私たちは動物を仮想現実環境に置きます。仮想の社会的パートナーとの小さなビデオゲームのようなものです」と彼は言います。
次に科学者たちは、魚の脳が動物たちの多忙な社会生活を管理しているのを観察した。
これらの脳を監視するためのより良いツールと技術があれば、作業はより速く進むだろうとラヴェット＝バロン氏は言う。
それでも、脳の行動に関する疑問に答えるのは長期的な目標である、とオシェア氏は言う。
「10年後にそうなっていたら嬉しいですね」 [understand] 学習など、魚の中で複雑な行動は 1 つだけです」と彼女は言います。
彼女によると、ジェネリアの科学者たちは、多くのニューロンの活動を同時に監視するなど、他の面でもすでに進歩を遂げているという。
約8万個のニューロンを持つゼブラフィッシュ幼生で成功した、と彼女は言う。なので大人までスケールアップできるはずです ダニエラ 魚は約65万匹います。
それに比べて、人間の脳には約 860 億個のニューロンがあります。
