脳における樹状突起ナノチューブネットワークを介した細胞間コミュニケーション

 (science.org)
1 ポイント 投稿者 GN⁺ 2025-10-19 | 1件のコメント | WhatsAppで共有
  • 研究チームが脳に存在する細胞間ナノチューブ構造を解明
  • この樹状突起ナノチューブネットワークが脳細胞間のシグナル伝達を可能にする
  • 当該ネットワークは脳神経細胞の情報処理に重要な役割を果たす
  • Johns Hopkins University School of Medicine内の複数部門が共同研究に参加
  • 研究には基礎研究から可視化、検証、企画、監督まで多様な役割が含まれる

研究機関および参加部門

  • Solomon H. Snyder Department of Neuroscience, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA
  • Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA

主な研究上の役割

  • 本研究には概念化、資金調達、実験調査、方法論開発、プロジェクト管理、資源提供、研究監督、結果検証、データ可視化、論文執筆およびレビュー作業が含まれる
  • 複数の研究者が協力し、学際的な研究環境を構築した

研究の意義

  • 本研究は脳神経細胞間の新たな形のコミュニケーション経路として、樹状突起ナノチューブ構造の存在と機能を強調している
  • こうした構造は、従来知られていなかった微細ナノチューブネットワークを介した情報交換の可能性を示している
  • これにより、脳内の神経回路および情報伝達メカニズムに対する理解を拡張するうえで重要な貢献を果たす

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1件のコメント

 
GN⁺ 2025-10-19
Hacker Newsの意見

  • ペンローズの直感である「量子効果が認知に影響しうる」という点は、哲学的に見るとますます説得力を増していると思う。ただし、Orch OR理論（つまり、微小管ベースの量子重力崩壊が意識を引き起こすという具体的な主張）まで証明されたとは思わない
    関連論文リンク

    • 元記事ではむしろ、その仮説ではなく、より信頼できる代替説明が提示されている。中枢神経系のニューロンでは、イオンやさまざまなペプチドの輸送まで許容する、十分に大きなチューブが見つかったことがポイントだ。これは心臓や平滑筋でよく知られるgap junctionよりも、さらに寛容な接続構造だ。ペンローズの仮説は、量子重力がCNSに影響するという、まるでサイエントロジーのbody thetansのような非科学的な話に見える

    • 最近のペンローズの発言を聞いていれば、彼が微小管の説明にもうそれほど強く固執していないことが分かる。1年ほど前のインタビューを要約すれば、「興味深い理論なので検証してみたいが、正しいかどうかは分からない」という程度の立場だった

    • ペンローズの考えとは無関係だと思う。ここで扱われているのは量子効果ではなく、微小管が従来から担ってきた貨物輸送の役割、つまり隣接する樹状突起間での物質輸送に関する話にすぎない

    • このアイデアがなぜ論争になるのか理解できない。知性とは本質的に、進化という過程の中で利用可能なあらゆる物理的メカニズムや物性、つまり古典的構造であれ量子効果であれ、細胞間通信のための樹状突起ナノチューブネットワークであれ、思考の精緻な計算と発現を支えるあらゆる可能性を総動員するものだ。進化とは、このすべてのpossibility spaceを探索してきた歴史なのだから

    • こういうことを延々と推測し続けるのは、あまり意味がないようにも感じる。昔こういう類いの話を好んで読んでいた人には面白いかもしれないが、根拠の薄い「奇妙な」モデルより、はるかに説得力のある現代の意識モデルも多いのではないかと思う

  • 編集者による要約: シナプス結合は脳内の古典的な細胞間シグナル伝達経路だが、最近のデータからは、カルシウム、ミトコンドリア、アミロイドベータ（Aβ）など多様な物質の伝達を媒介する非定型の(interneuronal)経路が実在することが明らかになっている。Changらは超解像および電子顕微鏡により、樹状突起をつなぐナノチューブ状ブリッジを発見し、その構造を解明した。この経路はカルシウムイオン、小分子、Aβペプチドの伝達を媒介し、その結果、アルツハイマー病におけるAβの拡散と蓄積にも関与している可能性がある — Mattia Maroso

    • ここでいう超解像(super-resolution)が、画像を補間したり高解像度に「想像」したりする処理手法を指すのか気になる。もしそうなら、このような方法が科学的証拠の収集において広く認められ使われているのか知りたい

  • 毎年、人間の体から何か新しいものが発見され続けているのは本当に驚きだ。もうこのあたりで全部分かっているだろうと思いがちなのに

    • まだすべて発見できていない理由についての興味深いブログ記事を読んだ
      we’re not going to run out of new anatomy anytime soon
      もちろんその記事は人体解剖学の大きな構造の話で、今議論しているブリッジ構造のように非常に小さいものは、発見がずっと難しいというごく普通の理由がある。上の記事は大きな構造に焦点を当てている

    • 学校の理科の授業やドキュメンタリーが、すべてが解明済みだという認識を生み出すのに一役買っている気がする

    • プランク長さに至るまですべてを発見し、そのプランク長さという単位が本当に限界だと証明しない限り、すべてを発見したとは決して言えない。むしろ相対的に見れば、私たちはまだほんの一部を明らかにしたにすぎない

    • SF小説で異星人の技術を短時間でリバースエンジニアリングする場面を見るたびに、よくこのことを考える

    • チョムスキーの比喩を借りれば、今の認知科学はガリレオ革命以前の段階にある気がする。何千人もの優れた科学者がこの100年で驚くべき業績を上げてきたが、最先端の神経科学でさえ「リンゴを見ると皮質のどこそこが活性化する――ではその部位をApple Zoneと呼ぼう」という以上に進むための概念的な道具が不足している状況だ。ありがたくもあり悲しくもあることに、生きているうちにこの区分が変わるのを目撃できるかもしれないとも思う。もし症状ごとの当て推量の治療ではなく、本物の嘘発見ヘルメットのような技術が導入されるなら、その社会的コストについて私たち全員で判断することになるのかもしれない

  • preprint論文リンク
    https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.05.20.655147v1.full.pdf

  • そろそろ人工ニューラルネットワークも新しく設計し直す時期なのではと感じる

    • 脳の驚くべき点は、情報伝達経路が無数にあることだ。そして今回の発見のように、今なお新しい経路が見つかり続けているのも面白い。人工ニューラルネットワークがこうしたすべての経路をモデル化できるのかは疑問だ

    • ここでいうcommunicationは、必ずしも情報というより、タンパク質やイオン、特にアルツハイマー研究の対象であるamyloid proteinの伝達に重点を置いて捉えるべきだ

    • 人工ニューラルネットワークは登場して以降、実際の脳との類似性をほとんど捨てたも同然だ。神経科学が進歩するほど、両者の隔たりはむしろ広がっている

    • これが具体的にどう応用されるべきなのか気になるし、また、これが単により多くのI/Oチャネルを通じてneuronにデータが出入りするのと本質的に何が違うのかも気になる

  • 本研究はボルチモアのJohn Hopkinsで主に進められ、NIH傘下のNational Institute of Neurological Disorders and Strokeの資金提供を受けていた

    • 参考までに言えば、おそらく研究室段階の作業は2025年以前にすでに完了していたという点だ。今年2月、John Hopkinsの神経科学者が政府予算削減に関連して「もう本当に終わりだ」と語っていた
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  • 大半の組織でもこの現象は推定されており、実際、がんが直接的な接続なしに広がる経路として関係しているのではないかという主張もある。かつては単なるbackground curioso（好奇心の対象）として片づけられ、研究が進まなかった。超高解像度イメージング技術がさらに発展すれば、この内容をはるかに多層的に解明できるだろうという希望がある