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→マクロスケールのコネクトーム
Masahitoyamagata (トーク | 投稿記録) |
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当初は、個々の神経細胞を蛍光タンパク質などで標識する方法が用いられていたが、コネクトーム構築には、多数の神経細胞を同時に観察する必要がある。そのために開発された方法論の１つが、[[Brainbow]]と呼ばれる技術である<ref><pubmed>18446160</pubmed></ref>（図4）。この技術は、ランダムに、異なる色を持ついくつかの蛍光タンパク質の組み合わせの発現を利用したもので、 各ニューロンは、Creリコンビナーゼによる基質となる[[lox配列]]の組み換えを利用することで、異なる色の蛍光を発色することになり、細胞体とその突起が異なる色として区別することが可能になっている。 | 当初は、個々の神経細胞を蛍光タンパク質などで標識する方法が用いられていたが、コネクトーム構築には、多数の神経細胞を同時に観察する必要がある。そのために開発された方法論の１つが、[[Brainbow]]と呼ばれる技術である<ref><pubmed>18446160</pubmed></ref>（図4）。この技術は、ランダムに、異なる色を持ついくつかの蛍光タンパク質の組み合わせの発現を利用したもので、 各ニューロンは、Creリコンビナーゼによる基質となる[[lox配列]]の組み換えを利用することで、異なる色の蛍光を発色することになり、細胞体とその突起が異なる色として区別することが可能になっている。 | ||
これらの遺伝学的なツール（ドライバー、レポーター）の利用には、トランスジェニック動物、[[ノックイン動物]]、そして各種ウイルスベクターを用いることができる。中でも、神経細胞に効率的に遺伝子導入が可能である[[アデノ随伴ウイルスベクター|アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター]]は、広く用いられている。また、[[ | これらの遺伝学的なツール（ドライバー、レポーター）の利用には、トランスジェニック動物、[[ノックイン動物]]、そして各種ウイルスベクターを用いることができる。中でも、神経細胞に効率的に遺伝子導入が可能である[[アデノ随伴ウイルスベクター|アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター]]は、広く用いられている。また、[[CRISPR/Cas9]]法の開発によって簡便になった[[ゲノム編集]]の技術の発達とともに、このような遺伝学的ツールはますます広汎に用いられるようになると予想される。 | ||
特に、遺伝的なリポーターとして、電子顕微鏡でその発現を観察できる方法は、[[コネクトーム#電子顕微鏡|上記]]の全体を電子顕微鏡で再構築する方法と併用することで、様々なコンテキストで利用可能になるので注目される<ref><pubmed>25362474</pubmed></ref>。とりわけ、最近開発された[[ARTEMIS法]]は、[[ペルオキシダーゼ]]活性を持つレポーター遺伝子を発現した神経細胞を、高品質な電子顕微鏡画像の中で識別することができる<ref><pubmed>27383271</pubmed></ref>。 | 特に、遺伝的なリポーターとして、電子顕微鏡でその発現を観察できる方法は、[[コネクトーム#電子顕微鏡|上記]]の全体を電子顕微鏡で再構築する方法と併用することで、様々なコンテキストで利用可能になるので注目される<ref><pubmed>25362474</pubmed></ref>。とりわけ、最近開発された[[ARTEMIS法]]は、[[ペルオキシダーゼ]]活性を持つレポーター遺伝子を発現した神経細胞を、高品質な電子顕微鏡画像の中で識別することができる<ref><pubmed>27383271</pubmed></ref>。 | ||
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更に、安静状態にある脳での活動の同調の観察から、「[[Default mode network(DMN)]]」と呼ばれる複数脳領域を結ぶネットワークが意識や精神・神経疾患などについての理解の観点から注目されている<ref><pubmed>25938726</pubmed></ref>。DMNは、機能的にはネットワーク内の領域同士の何らかの結合性と関係していると考えられるが、物理的な結合性であるコネクトームとどのような関係にあるのかは、今後の課題である。 | 更に、安静状態にある脳での活動の同調の観察から、「[[Default mode network(DMN)]]」と呼ばれる複数脳領域を結ぶネットワークが意識や精神・神経疾患などについての理解の観点から注目されている<ref><pubmed>25938726</pubmed></ref>。DMNは、機能的にはネットワーク内の領域同士の何らかの結合性と関係していると考えられるが、物理的な結合性であるコネクトームとどのような関係にあるのかは、今後の課題である。 | ||
⼀⽅、米[[wj: Harvard大学|Harvard大学]]/MGH（マサチューセッツ総合病院Martinos Center）と南カリフォルニア大学（以前はカリフォルニア大学ロスアンゼルス校）を中心に進められてきたのは、[[拡散MRI]]（[[dMRI]])、テンソルMRIを用いる方法である。更に、新しい方法である[[拡散スペクトラムイメージング]] ([[diffusion spectrum imaging]], [[DSI]]）と[[拡散強調イメージング]] ([[High angular resolution diffusion imaging, HARDI]])は、脳内にある[[軸索]]の束となった⻑距離の接続の様⼦をマッピングする。これらの⽅法を使うと、⽣きた脳の中で、そのまま神経の⾛⾏を観察することができる。しかし、神経線維の⾛⾏をみているだけで、実際の結合性を⾒ているものではないが、今後のコネクトーム理解の方法論として期待ができる<ref>http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/41266/title/White-s-the-Matter/</ref>。 | ⼀⽅、米[[wj: Harvard大学|Harvard大学]]/MGH（マサチューセッツ総合病院Martinos Center）と南カリフォルニア大学（以前はカリフォルニア大学ロスアンゼルス校）を中心に進められてきたのは、[[拡散MRI]]（[[dMRI]])、テンソルMRIを用いる方法である。更に、新しい方法である[[拡散スペクトラムイメージング]] ([[diffusion spectrum imaging]], [[diffusion spectrum imaging|DSI]]）と[[拡散強調イメージング]] ([[High angular resolution diffusion imaging, HARDI]])は、脳内にある[[軸索]]の束となった⻑距離の接続の様⼦をマッピングする。これらの⽅法を使うと、⽣きた脳の中で、そのまま神経の⾛⾏を観察することができる。しかし、神経線維の⾛⾏をみているだけで、実際の結合性を⾒ているものではないが、今後のコネクトーム理解の方法論として期待ができる<ref>http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/41266/title/White-s-the-Matter/</ref>。 | ||
==機能的コネクトーム== | ==機能的コネクトーム== | ||