感情や運動など様々な機能を制御する脳は、多数の細胞で構成され、領域や神経回路毎に異なる機能が担われています。そのしくみを詳細に調べる上で、脳全体を詳細に観察することが必要と考えられます。しかし、マウスの脳でさえ、その全体を細胞レベルでとらえる研究は困難でした。そのため、研究者自身の仮説や予測などに基づき、非常にかぎられた脳部位に絞った研究が行われることがほとんどでした。そこで我々は、脳の細胞や神経線維レベルの微細な構造を識別できる分解能で、マウスや非ヒト霊長類の脳全体を高速に観察するイメージング装置（block-face serial microscopy tomography,
FAST）を開発しました。脳神経疾患分野における医学や創薬の発展のためには、実験動物を用いて得られた知見が、ヒトにどの程度あてはまるのかを検証していくことも大切です。脳の三次元構造や神経活動パターンを細胞単位の精細さで調べられるFASTは、マウスからサルまで幅広い種類の実験動物に利用できるだけでなく、ヒト死後脳組織の三次元イメージングにも応用できるため、ヒトへの橋渡し研究のための新技術として貢献できると考えられます。本講演では、FAST開発のポイントなどに重点をおき、その後の脳機能研究についても紹介したいと思います。

1.    Kaooru Seiriki, Atsushi Kasai CA, Hitoshi Hashimoto CA, et al. Whole-brain block-face serial microscopy tomography at subcellular resolution using FAST. Nature protocols, (2019), in press.
2.    Kaoru Seiriki*, Atsushi Kasai*,CA, et al., High-speed imaging and scalable whole-brain imaging in rodents and primates. Neuron, 94:1085-1100 (2017)