「コネクトーム」の版間の差分

　歴史的には、簡素な解剖用具などを用いて[[神経線維]]を観察することから、[[目]]と[[脳]]など神経組織同士を接続している構造が存在することは想像されていた（例：[[wj:ルネ・デカルト|デカルト]]、1677年、'''図1'''）。

　19世紀末になると、[[wj:サンティアゴ・ラモン・イ・カハール|Santiago Rámon y Cajal]](1852-1934)が、個々の神経細胞の形態を明確に染め出すことを可能にした[[ゴルジ染色|Golgi染色]]と[[光学顕微鏡]]を用いることで、脳が多数の神経細胞とそれらの結合によって成り立っていることを提唱した（'''図2'''）。以後、神経細胞の間の結合を記述する研究は盛んに行われてきた<ref><pubmed>21782932</pubmed></ref><ref>'''Larry Swanson, Jeffrey W. Lichtman'''<br>From Cajal to Connectome and Beyond<br>''Annual Reveiw of Neuroscience'', in press</ref>。Golgi染色や[[ニッスル染色|Nissl染色]]などを施した連続切片を観察する時代を経て、20世紀中頃になると脳損傷後の変性神経線維をNauta法などで染色することで、神経回路の存在を確認する時代になった。

　1970年ごろになると、放射性[[wj:アミノ酸|アミノ酸]]や、[[wj:酵素|酵素]]（[[西洋ワサビペロキシダーゼ]] ([[horseradish peroxidase]]; [[HRP]])）などの[[軸索輸送]]を利用することで、神経回路の観察が簡便に行われるようになった。更に、1980年代には、脂溶性carbocyanine[[蛍光色素]]などの生体結合特性を持った蛍光色素（[[DiI]]など）、[[wj:植物レクチン|植物レクチン]]([[wheat germ agglutinin]] ([[wheat germ agglutinin|WGA]])、[[phytohaemagglutinin]] ([[phytohaemagglutinin|PHA-L]])など)、[[ビオチン]]誘導体 ([[biocytin]], [[Neurobiotin]]など)、軸索を効率的に移動する[[コレラ毒素]]サブユニット等の高感度トレーサーが開発され、多くの研究者に汎用されるようになった。

　このような研究手法は、[[w:Allen_Institute_for_Brain_Science#Allen_Mouse_Brain_Connectivity_Atlas|Allen Mouse Brain Connectivity Atlas]]（[[wj:アレン脳科学研究所|Allen Brain Institute]]）、[http://www.mouseconnectome.org/ Mouse Connectome Project] ([[wj:南カリフォルニア大学|南カリフォルニア大学]]）、マカクサルの[http://cocomac.g-node.org/ CoCoMac]（ドイツ）などで、まとめられているようなコネクトーム収集プロジェクトにつながっている。これらは、神経系の解剖学的知見と組織学的研究を組み合わせたものであり、解像度的には&micro;mからサブ&micro;mレベルの'''「メソスケール Mesoscale」'''のコネクトームの情報となっている。このレベルのコネクトーム構築のもう一つのアプローチとしては、このような形態学的なアプローチとともに、電気生理学的アプローチ、更に[[光遺伝学]]、神経活動を間接的あるいは直接的に観察する細胞、組織レベルのアプローチ（[[カルシウム]]、[[活動電位]]、血流変化など）もある。しかし、現時点では、これらの方法論の多くは、大規模アプローチとしては適さず、局所的な回路に焦点を当てているか、あくまで予備的な解釈に用いられているのが現状である。

　メソスケールのコネクトーム情報は、神経線維の走行や終末部位についての情報を大雑把に収集したものであり、[[シナプス]]レベルでの'''「ミクロスケール Microscale」'''の神経細胞間の結合性を記述したものではない。[[化学シナプス]]および[[電気シナプス]]を形態的に観察するためには、ナノメーターレベルの解像度がある[[電子顕微鏡]]が必要である。

　一方、Olaf Spornsによるヒト・コネクトームの提唱以来、脳の機能と病態を理解するためにヒトの脳で研究されているのは、メソレベルのコネクトームより更にスケールの大きな'''「マクロスケール Macroscale」'''のコネクトームである<ref>'''Olaf Sporns''': Discovering the Human Connectome (2012, MIT Press)  [https://www.amazon.com/Discovering-Human-Connectome-MIT-Press/dp/0262017903/ ISBN-10: 0262017903]</ref><ref>'''Henry Kennedy, David C. Van Essen, Yves Christen (eds.)''' Micro-, Meso- and Macro-Connectomics of the Brain  (2016, Springer) [http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-319-27777-6 [OpenAccess<nowiki>]</nowiki>]</ref>。これは小型の動物ではなく、ヒト、サルなど比較的大型の動物での脳の活動部位から推定されるコネクトームである。ヒトを中心にこの情報を収集しているのは、[http://www.neuroscienceblueprint.nih.gov/connectome/ Human Connectome Project]である。これには、非侵襲な[[テンソルMRI]]などを中心に用い神経線維の走行など解剖学的な側面に注目している[http://www.humanconnectomeproject.org/ The Harvard/MGH-UCLA Project]、および脳における[[fMRI]]による活動領域の検出やゲノム情報など機能的な側面に重点を置く国際プロジェクトThe WU-Minn Project <ref>http://humanconnectome.org/</ref>がある。いずれも、解像度が上がれば、メソスケールのコネクトームにも近づくが、非侵襲で得られる解像度は、最大でもミリメートル程度であり、侵襲的な方法で得られる解像度とは違いがある。