体長1mmの線虫から人間の脳の仕組みを解き明かす

302個のニューロンで人間の脳の仕組みに挑む

人間の脳を理解するために、「C．エレガンス」という線虫をモデルに使った研究が進んでいます。人間と線虫がなぜ結びつくのかと疑問を持つかもしれませんが、線虫も人間も受精卵が細胞分裂を経て形をつくる根本的な仕組みは同じなのです。しかも約1000億個のニューロン（神経細胞）があり、構造が複雑な人間の脳に比べ、C．エレガンスはニューロンがわずか302個で、それらをつなぐ回路がすべてわかっており、全細胞数も959個しかありません。C．エレガンスは単純な構造で扱いやすいため、複雑な人間の生命現象を解明するための「モデル動物」として重宝されています。

記憶・学習ができる線虫

C．エレガンスは、「温度走性」と呼ばれる行動をとります。ある温度でエサを与えて飼育した場合、エサがない別の温度に置かれると、エサをもらえた温度へ移動します。また、ある温度でエサを与えずに飼育すると、飢餓状態を体験したその温度を避けるようになります。これらの行動は温度差を感じ記憶することや、エサの有無と温度との関係を学習しなければできません。この仕組みを解明することで、人間の記憶と学習の仕組みもわかるのではないかと期待されているのです。

増改築型で進化するニューロン

これまでの研究で、温度を感じるAFDというニューロンや温度刺激を伝達するAIY、AIZ、RIAという3つのニューロンが、記憶や学習に関与することがわかってきました。また、それらのニューロンに働きかける遺伝子も解明されてきています。
ニューロンの仕組みは、進化の過程で徐々に新しい機能が付け加えられる増築型なので、線虫のニューロンの性質は人間のニューロンにも残っています。つまり、人間の脳は複雑に進化を遂げた結果できたものですが、その原理は1mmの線虫の神経回路に潜んでいるのです。私たちの心の働きは、脳がつくっています。線虫の研究で、人間の心が解き明かされる日もいつかやってくるに違いありません。

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先生情報 / 大学情報

名古屋大学理学部生命理学科教授森郁恵先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

分子生物学、生命科学、遺伝学、神経科学

メッセージ

私の研究室では、体長1mmの線虫という動物を使って人間の脳の仕組みの解明に取り組んでいます。高校での生物は暗記科目と思われがちですが、そうではありません。生物学は数学や物理学、化学とも密接な関わりがあり、理科で学ぶすべてを結集しないと成り立たない学問です。ですから、高校生のうちから幅広く学んでください。そして、今あなたが一所懸命やっていることをぜひ続けてほしいと思います。挫折を感じることもあるでしょうが、それを乗り越えて続けることで、大人になったときに大切な経験として生かすことができるのです。

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