誰も脳の配線図を理解していなかったが、コネクトームと呼ばれる脳の構造を代数的位相幾何学で理解できることが判明した。

人間のコネクトーム（白質の構造で基本的には脳の配線図といってよい）は、脳の異なる部分間をつなぐリンクのネットワークだ。リンクは、灰白質を構成する神経細胞体を接続する神経細胞「軸索」の突起の束である脳の白質によって図式化する。

脳に関する従来の見解では、灰白質が主に情報処理や認知に関与し、白質は脳の異なる部分間で情報を送信している、とされてきた。

白質の構造はあまり理解されてないが、いくつかの高度なプロジェクトによる研究で、コネクトームは当初考えられていたよりもずっと複雑だとわかってきた。人間の脳には、1014のシナプス結合で接続された1010ものニューロンがある。リンク同士の接続を図式化するのはもともと難しい上に、ネットワーク構造が画像解像度に依存するので、さらに難しくなっている。

構造を研究することで、白質は学習や脳の活動調整で重要な役割を果たしている証拠も出てきた。しかし、この役割が構造にどう結び付いているかは正確にはわからない。
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したがって、白質の構造をさまざまなスケールで理解することは神経科学の大きな課題である一方、適切な数学的ツールの欠如が、研究の進展を妨げていた。

しかし今日、この状況は代数的位相幾何学のおかげで変わろうとしている。神経学の研究者が徐々にだが初めて、代数的位相幾何学の価値を理解し始めている。従来、代数的位相幾何学は、空間や形状を分類するための「数学的な探求」だったが、ペンシルベニア大学のアン・サイズモア研究員（準計算機生物学者）などによるチームは、代数的位相幾何学がどのようにコネクトームの理解に革命をもたらすかを示した。

学問的探求において、代数的位相幾何学者は、異なるスケールで位相空間での対称性を見つけるという、試練を設定する。

数学において、対称性とは、視点を変更しても不変であることだ。たとえば正方形は90度回転しても形状が変わらない。これが対称性のひとつのタイプだ。

中でも、コネクトームを理解する上では、さまざまなスケールでも対称性を保つ数学的構造「永続的な相同性」の探求が重要だとわかってきた。

神経学者は、特定の認知機能は、脳全体に分散されているさまざまな神経ノードを利用することにずっと気付いていた。コネクトームプロジェクトの中心的な疑問の1つは、これらのノードが白質でどう接続されているかだ。

神経学者が白質繊維を研究する方法は、繊維の長さに沿って、どう水を拡散するかを観察することだ。拡散経路は、「拡散スペクトルイメージング」によって明らかにでき、白質の構造を理解できる。

詳細に調べるため、サイズモア研究員は8人の健康な成人の脳を測定した。これにより、すべての脳に同じ構造を探せた。チームは特に、聴覚系や視覚系、接触、圧力、疼痛に関する体性感覚システムなど、認知システムに関わる脳の83の異なる領域間のリンクを観察した。

こうして配線図を構築したサイズモア研究者のチームは、構造の研究に代数的位相幾何学の手法を適用することで、いくつかの重要な洞察が生まれた。

まず特定のノードのグループは、グループ内の各ノードが他のすべてのノードに接続された「すべての対全接続している」状態でクリークと呼ばれる構造を形成していることが明らかになった。認知システムのすべては、異なる数のノードを含むのクリークで構成されている。

しかし、分析により、もうひとつの重要な位相構造のグループが明らかになった。この位相構造は「サイクル」と呼ばれる閉じたループで、最初のノードが次のノードに接続し、その次のノードがまた次のノードに接続していき、最後のノードは最初のノードに接続してサイクルが閉じている。

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https://www.technologyreview.jp/s/6971/how-the-mathematics-of-algebraic-topology-is-revolutionizing-brain-science/

がん患者の免疫細胞が、どれくらいがんを攻撃する力があるかを調べる技術を開発したと、大阪大の岩堀幸太特任講師（呼吸器内科）らのチームが２２日、英科学誌サイエンティフィック・リポーツに論文を発表した。この技術を使えば、オプジーボなどのがん免疫療法の効果を事前に予測できる可能性があるという。

　オプジーボやキイトルーダといった免疫の力を利用してがんを攻撃する薬は「免疫チェックポイント阻害剤」と呼ばれ、様々な種類のがんに使われるようになっている。ただ、よく効く人は２～３割とされる一方、事前に効果を予測する方法は確立していない。

　チームは、免疫細胞とがん細胞の両方に結合する性質を持った物質を使用。

続きはソースで

https://www.asahicom.jp/articles/images/AS20190222003278_commL.jpg

朝日新聞デジタル
https://www.asahi.com/articles/ASM2P7JRLM2PPLBJ005.html

　日清食品ホールディングスは２２日、牛の筋細胞を人工的に培養し約１センチ角のサイコロ状の組織を作製することに成功したと発表した。東京大学生産技術研究所との共同研究。このサイズの立体筋組織は世界初という。日清の担当者は「培養ステーキ肉の実用化に向けた第一歩だ」としている。

　日清によると、牛から採取した筋細胞の集合体を重ね合わせ立体化した。

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（共同）

関連リンク
http://www.nissin.com/jp/news/7707

https://www.tokyo-np.co.jp/s/article/images/2019032201002265.jpg

東京新聞
https://www.tokyo-np.co.jp/s/article/2019032201002251.html

【2月21日 AFP】
日本では、少し苦味のあるアシタバの葉が健康にいいと長らく考えられてきたが、このほど発表された研究論文によって、これが科学的根拠に基づくものである可能性が出てきた。

　新たに発表された研究では、アシタバに含まれる天然の物質が「細胞の老廃物」除去を助ける重要な作用を促していると考えられるとされた。細胞の加齢に伴い蓄積する老廃物は、さまざまな病気や障害を引き起こす恐れがある。

　オーストリア・グラーツ大学（University of Graz）分子生物科学研究所のフランク・マデオ（Frank Madeo）教授は、AFPの取材に応じ、「医療に関する伝統的な民間伝承の科学的根拠を見つけることは常に素晴らしいことだ」と話した。

　今回の研究に関わったマデオ教授によると、アシタバが促す健康作用は「自食作用（オートファジー）」と呼ばれるプロセスで、アシタバに含まれる物質「4,4'-ジメトキシカルコン（DMC）」によって誘発されているのだという。

　マデオ教授は、「これは掃除とリサイクルの作用だ」としながら、この作用によって「無用な物質、特に凝集タンパク質などの細胞老廃物」が除去されると説明した。

　体の加齢が進む中で、良好な健康状態を維持するためには、この掃除作用が極めて重要となる。細胞が損傷した部分を適切かつ効率的に除去できないと、それが蓄積してがんなどの病気の原因となる恐れもあるためだ。

　いくつかの化合物については、こうした掃除作用を活性化させる働きがあると科学的に証明されている。断食にもこうした「細胞の大掃除」を自然に促す作用があるとされる。

　だが、細胞を保護し時計の針を元に戻す能力を持つ化合物の領域を拡大することを目的に、研究チームは今回、「フラボノイド類」と呼ばれる物質に着目した。フラボノイド類の多くは、抗炎症特性から脳の変性やがんの予防まで、さまざまなプラス効果を持つ。

　実験を進めるにあたって研究チームは、細胞の破壊的な加齢を防ぐ助けとなるフラボノイド類が見つかるかもしれないとの推論を立てた。その上で、フラボノイドのさまざまな下位分類に当たる化合物180種をスクリーニングで選別し、「加齢に関連した細胞死に対抗できる」自然の能力を持つと考えられる候補を探した。

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(c)AFP

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http://www.afpbb.com/articles/-/3212303