マウス脳全体の接続マップを生成する新手法を開発(Mapping the brain’s wiring)

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2025-08-28 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

EPFLのBlue Brain Projectの研究者らは、マウス脳の神経配線をデジタルで再現する新手法を開発した。従来困難だった長距離接続を含む神経回路の全体像を、数理モデルと実験データを統合することで忠実に模擬。2022年に確立されたニューロン分岐モデルを応用し、軸索の成長と接続を計算的に再現する「合成アクソン」を生成した。構築されたデジタル・コネクトームは実験データと高い相似性を持ち、脳の構造理解を大きく前進させる成果となった。この研究は『Nature Communications』に発表され、脳科学研究や疾患解析の基盤技術としての応用が期待される。

<関連情報>

合成軸索形態を用いた脳全体コネクトームの生成 Generating brain-wide connectome using synthetic axonal morphologies

Remy Petkantchin,Adrien Berchet,Hanchuan Peng,Henry Markram & Lida Kanari
Nature Communications  Published:18 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-62030-3

マウス脳全体の接続マップを生成する新手法を開発(Mapping the brain’s wiring)

Abstract

Recent experimental advancements, including electron microscopy reconstructions, have produced detailed connectivity data for local brain regions. On the other hand, for inter-regional connectivity, large-scale imaging techniques such as MRI are best suited to provide insights. However, understanding the relationship between local and long-range connectivity is essential for studying both healthy and pathological conditions of the brain. Leveraging a dataset of whole-brain axonal reconstructions, we present a technique to predict whole-brain connectivity at single cell level for pyramidal cells in the cortex by generating detailed whole-brain axonal morphologies from sparse experimental data. The computationally generated axons accurately reproduce the local and global morphological properties of experimental reconstructions. Furthermore, the computationally synthesized axons generate large-scale inter-regional connectivity, defining the projectome and the connectome of the brain, thereby enabling the in silico experimentation of large brain regions.

生物工学一般
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