科学者たちは、マウスには見られない謎の種類の人間の脳細胞を発見した
アラン・ボイル著
遺伝子ごと、ニューロンごとの探索により、人間の神経活動の微細な「音量制御」として機能する可能性のある新しい種類の脳細胞が発見された。
ローズヒップニューロンとして知られる新しいタイプの脳細胞が、本日 Nature Neuroscience 誌に発表された研究で説明されている。
「これは非常にまれで、これまでのところ人間でのみ確認されています」と、シアトルに拠点を置くアレン脳科学研究所の研究員で本研究の共著者であるエド・レイン氏はGeekWireに語った。
アレン研究所のライン氏のグループと、ガボール・タマーシュ氏が率いるセゲド大学のハンガリーの研究チームは、2つの異なる調査方法を用いてニューロンに焦点を絞り込んだ。
タマス氏の研究チームは、亡くなって科学研究のために遺体を提供した50代の男性2名の脳から採取したサンプルを精査する中で、ローズヒップニューロンを発見した。研究者たちは、このローズヒップニューロンをヒト大脳新皮質の最外層、第1層に発見した。この層はヒトでは他の種よりも相対的に厚く、ヒトの意識において重要な役割を果たしていると考えられている。
これらのニューロンは、それぞれの細胞の中心軸索が、花びらが散り落ちた後のバラのように球根状に膨らんでいることから、「ローズヒップ」と名付けられました。抑制性ニューロンであるため、他の脳細胞から入力される電気インパルスを抑制することができます。
タマス氏はニュースリリースで、抑制性ニューロンを車のブレーキペダルに例え、ローズヒップニューロンは特殊なブレーキのようだと述べました。「この特定の細胞種、つまり車の種類は、他の細胞種が止まれない場所で停止することができます」とタマス氏は述べました。「げっ歯類の脳の交通に関与する車や細胞種は、これらの場所では停止することができません。」
ライン氏はさらに別の例えを挙げ、ニューロンをステレオサウンドシステムのイコライザーのカスタマイズされた音量コントロールに例えた。
彼とアレン研究所の他の研究者たちは、遺伝学を利用してローズヒップのニューロンに焦点を絞りました。J・クレイグ・ベンター研究所や他の研究センターの神経科学者と協力して、人間とマウスの異なる種類の脳細胞を区別する遺伝子発現パターンを探しました。
マウスの脳には類似体が存在しないタイプの脳細胞が少なくとも 1 つ存在し、タマーシュ氏が自身の研究について議論するためにアレン研究所を訪れた際に、ハンガリーとシアトルの研究者たちは同じターゲットを狙っていることに気付きました。
「本当に素晴らしい試合だった」とレインは語った。
アレン研究所の上級科学者で研究の共著者であるレベッカ・ホッジ氏は、古典的な神経科学と遺伝学を組み合わせることで発見のプロセスが促進されたと述べた。
「これらの技術は単独でも非常に強力ですが、細胞が何をしているのかを完全に理解できるわけではありません」と彼女は述べた。「これらを組み合わせることで、細胞に関する相補的な情報が得られ、脳内でどのように機能しているかを解明できる可能性があります。」
研究者たちは、ローズヒップニューロンがヒトの脳内でどのような役割を果たしているのか、抑制的な役割であること以外、まだ正確には分かっていません。また、類人猿や他の霊長類といった他の種の脳にもローズヒップニューロンが存在するかどうかも、まだ断言できません。「文献には記載されていません」とレイン氏は言います。
いずれにせよ、この発見は、マウスの研究で人間の脳の働きを完全に解明することは不可能であることを示しています。
「私たちの臓器の多くは動物モデルで合理的にモデル化できます」とタマーシュ氏は述べた。「しかし、人間を他の動物界と区別するのは、脳の能力と出力です。それが私たちを人間たらしめているのです。つまり、人間を動物のシステムでモデル化するのは非常に難しいということです。」
今後、研究者たちはヒトの脳組織における特殊な細胞タイプの探索をさらに強化する予定です。また、神経精神疾患患者の死後検体を含む、より広範な脳組織の検査を行い、疾患がローズヒップニューロンやその他の特殊細胞の機能に影響を及ぼすかどうかを検証する予定です。
しかしレイン氏は、単一の細胞タイプが意識や「人間らしさ」を定義する要素になるとは考えていない。
「人類や最も複雑な疾患に魔法の遺伝子があるように、魔法の弾丸のような細胞タイプは存在しないでしょう」と彼はGeekWireに語った。「これは、人間の脳には多くの特殊な回路が存在するという小さな示唆の一つです。」
ライン、タマス、ホッジは、「ヒト大脳皮質のGABA作動性細胞型に関するトランスクリプトミクスと形態生理学的証拠」の34名の著者のうちの一人です。主著者はエスター・ボルドッグ、トリグヴェ・バッケン、レベッカ・ホッジです。
