研究者らがウサギの脳全体を保存

5年前、非営利団体のBrain Preservation Foundation (BPF) が、世界の神経科学コミュニティに、マウスの脳 (または同等の大きさの哺乳類の脳) を極めて長期間保存するという困難な課題を課しました。脳内のすべてのニューロンとシナプスは、特殊な電子顕微鏡で観察しても、そのままの状態で目に見える状態でなければなりません。この成果が達成されれば、科学者は脳疾患の研究や治療をより効果的に行えるようになるだけでなく、脳内の何兆もの微細な接続に保存された記憶を将来的に保存できるかもしれないという考えに道を開くことにもなります。

本日、BPR は、21st Century Medicine が実施し、最近 MIT を卒業したロバート・マッキンタイア氏が率いるプロジェクトが賞を受賞し、5 年間の競争に終止符を打ったことを発表しました。チームはその仕事に対して 26,735 ドルを獲得しました。

マッキンタイア氏と彼のチームは、強力な化学物質を使ってまずニューロンとシナプスを固定または停止させ、次に極低温に冷却することで脳の回路を保存する方法を編み出した。「アルデヒド安定化冷凍保存」と呼ばれる彼の技術は、昨年 12 月にCryobiology 誌に発表された。その後、財団の会長でハワード ヒューズ医学研究所の神経科学者ケネス ヘイワース氏を含む審査員団によって審査された。「脳全体のすべてのニューロンとシナプスが美しく保存されているように見えます」とヘイワース氏はプレスリリースで述べた。

マッキンタイア氏の技術の重要なステップは、他の提案と一線を画すグルタルアルデヒドと呼ばれる有毒化学物質の使用です (現在、非常に強力な消毒剤として使用されています)。グルタルアルデヒドはウサギの脳全体に急速に広がり、腐敗を止め、脳の血管系内のタンパク質を所定の位置に固定します。これにより組織が安定し、無傷の脳が作成されます。この脳は、摂氏マイナス 135 度で保存すると、何世紀にもわたって正常に保存できます。

マッキンタイア氏によると、この技術はもともと1986年にエンジニアのエリック・ドレクスラー氏が「創造のエンジン」という本で提案したものの、ドレクスラー氏はそれ以上追求しなかったという。2010年、21世紀医療の最高科学責任者であるグレッグ・フェイ氏が腎臓保存の実験でこの技術を使用した。そして2014年、マッキンタイア氏は小型哺乳類の脳でこの技術を完成させ始めた。

クライオニクスの古典的なアイデア、つまり末期患者を長期の凍結状態にして、将来、より優れた技術が開発されれば蘇生し、治癒できる可能性があるという考え方は、いまだにほとんど実現不可能である。そのため神経科学者たちは、より現実的な目標、つまり脳の「コネクトドーム」、つまりすべてのニューロンとシナプス接続のみを保存することに資源を注ぎ込んでいる。

マッキンタイア氏によると、脳が新しい記憶を形成するということは、シナプスのサイズが大きくなるということだ。つまり、脳のコネクトームを保存すれば、理論的には記憶も保存されることになる。いつか、無傷の脳内に保存された情報と記憶をアップロードする方法が見つかるかもしれないという希望がある。「何世紀も保存でき、劣化しないことはわかっています」とマッキンタイア氏は言う。「今ある技術を 100 万倍速く想像したらどうなるでしょうか。それは不合理なことではありません」。

その間、科学者たちはこの技術を使って脳の働きをより詳細に研究し、病気の理解と治療を深めることができるかもしれない。例えば、アルツハイマー病では観察が難しい神経斑の形成などの詳細が明らかになるかもしれない。また、この技術によって研究者はより優れた人工知能を開発できるかもしれない。脳の回路の完全な図は、将来人工知能がどのように機能するかのモデルとして役立つかもしれない。

現時点では、次のステップは、この技術を大型哺乳類で完成させることであり、これが BPF の課題の後半である。そして、それはこの技術を人間に応用する方法のモデルとなる可能性がある。マッキンタイアのグループはすでに豚の脳を保存しているが、賞の審査員はまだそれを検査していない。1 月に、マッキンタイアはこの研究を続けるために Nectome という会社を設立した。

この研究にどれくらいの時間がかかるのか、人間の脳、そして脳に含まれるすべての記憶と情報がうまく保存されるかどうかはまだ分からない。しかしマッキンタイア氏は、自身の技術と冷凍保存の分野全般について楽観的だ。「この研究のタイムラインは決まっていません」と同氏は言う。「しかし、理想的な世界では、人生の終わりを迎えた人が、このレベルの詳細さで脳を保存できる未来を思い描いています。」