东京大学的榎本和生教授等人组成的研究团队开发出了通过用人造病毒感染小鼠胎儿大脑来有效观察神经网络发育的技术。目标神经细胞被感染后，发光基因会被激活。研究团队发现了嗅觉相关细胞的连接从胎儿期就开始发生变化的现象。该成果有助于探索胎儿的大脑发育及自闭症等的机制。
还可以使单个神经细胞发光
人和动物的大脑中有无数个神经细胞，负责感觉接收和运动指令等的大脑区域的细胞会相互延伸突起，并交换物质。
这样形成的神经网络在生长的同时不断发育。此前一直认为，初次接触到语言和气味等多种信息的婴幼儿会大幅重组在子宫内形成的神经网络。不过人类一直缺乏直接观察到动物胎儿活体脑神经的手段，难以研究神经的生长过程。
此次，研究团队开发出了可以标记胎儿大脑中特定神经细胞，或者仅观察单个细胞的技术。此前也有利用细针注射到特定位置的方法等，近似于匠人的技术，但利用此次的技术能以更简单的方法进行观察。
拥有植入病毒基因的小鼠大脑俯视图和仰视图。部分神经细胞发出强光（图片由东京大学的榎本教授提供）
研究团队使用的是很多人都会感染，但基本没有症状的一种“腺相关病毒”。使小鼠只感染与嗅觉有关的特定神经细胞。在病毒上搭载能产生绿色荧光蛋白的基因注入小鼠大脑后，仅接收气味信息的“僧帽细胞”会发光。
在实验中，研究团队标记的细胞有80％以上为目标细胞。还可以仅让单个细胞发光，计算伸长的突起的数量等。研究发现，一半以上的僧帽细胞都在胎儿时期完成了重组，而以前科学家们一直认为是在小鼠出生后大幅重组的。
有研究报告显示，人类也是从胎儿时期开始学习的，捕捉并分析随着神经细胞的活动而改变的大脑血流及电磁波等的技术正在进步。日本研究发现，新生儿听到母亲的声音后，与语言和情感有关的多个大脑区域会被激活。
神经网络的形成过程被认为与自闭症等疾病有关。研究还发现了自闭症患者闻到气味时变得活跃的大脑区域等。
使用模型动物的实验有助于探索大脑的详细变化及其与疾病的关系。此次的技术还无法观察活体小鼠胎儿的大脑，因此将继续进行技术改良。随着光遗传学方法和显微镜技术的进步，将来有望在出生后活着的状态下观察大脑。
日文：Slevin大浜华，《日经产业新闻》，2020年12月15日
中文：JST客观日本编辑部
