脳オルガノイド：人間の脳を理解するためのミニ脳の育成

要約

本記事では、皮膚細胞のサンプルから育成できる鉛筆の消しゴムサイズの神経細胞や脳組織の塊である脳オルガノイドの概念について探求します。なぜ神経科学者が脳オルガノイドを必要とするのか、どのように育成されるのか、そして人間の脳について何を教えてくれるのかについて議論します。

脳オルガノイドとは何か？

脳オルガノイドとは、人間の脳のように機能するが、生物の一部ではない、神経細胞や脳組織の集合体です。それぞれが、脳を含む体内のどの組織でも発展することができる未分化幹細胞から来ています。科学者は、皮膚細胞から未分化幹細胞を作ることができます。脳オルガノイドは、異なる種類の脳組織を研究するための前例のないツールを提供しますが、思考や意識を発展させることはできません。

神経科学者が脳オルガノイドを必要とする理由

人間の脳は、その機能を観察することが非常に困難であり、神経科学者がその働き方を理解することは難しいです。科学者は、解剖、動物モデル、および画像技術を使用して脳を研究しようと試みてきましたが、これらの方法には限界があります。脳オルガノイドは、発達から疾患まで、あらゆることを研究するための前例のないツールを提供します。ミニ脳が成長する過程を観察することで、私たちは神経細胞がどのように発達し、高次の認知、論理、推論などを担当する部位である皮質に他の種類の脳細胞よりも多くの神経細胞があるのかを学ぶことができます。

脳オルガノイドの育成方法

脳オルガノイドを育成する最も困難な部分は、何年にもわたって科学者たちを悩ませた、糖分、タンパク質、ビタミン、ミネラルの完璧な組み合わせを見つけることでした。それは2011年にようやく発見されました。プロセスの残りの部分は驚くほど簡単です。神経幹細胞は、種子が植物に成長するように、自己成長します。必要なのは、脳の土壌、水、日光の代わりになるもの、胚性組織を模倣する特殊なゲル、体温に設定された温かいインキュベーター、および血流を模倣するためのわずかな動きだけです。幹細胞は、簡略化された神経回路を作り、互いに接続する神経細胞を備えた、早期発達の人間の脳の非常に小さいバージョンに成長します。多数の脳が成長すると、胎児の脳の発達に従うすべての段階を追います。

脳オルガノイドに関する倫理的な問題

小さな脳をラボで育てることができるようになったことは、自己思考や意識を発展させることができるかといった倫理的な問題を引き起こします。答えはいくつかあります。脳オルガノイドは、完全なサイズの脳と同じ組織タイプを持っていますが、同じように組織されていません。オルガノイドは、ランダムに分解され、再構築された飛行機に似ています。飛行機のように、脳オルガノイドは異なる種類の脳組織を研究することができますが、思考することはできません。そして、ミニ脳が実際の脳のように組織されていたとしても、理性的な思考や意識を発展させることはできません。私たちの脳をとても賢くするのは、そのサイズの大きさの大きさであり、ミニ脳には86億の神経細胞がある完全なサイズの脳に比べて約10万個しかありません。科