Caイオンと脳神経活動の観察

マサチューセッツ工科大学は、脳内の神経活動を直接モニタリングできる新型MRIを開発した。脳内のカルシウムイオンの動きを検知する仕組みとなっている。

news.mynavi.jp従来型MRIでは脳内の血流の変化を検知していたのに対して、新型MRIでは神経発火現象に直接関係しているカルシウムイオンの動きを検知できる。

脳内のカルシウムイオンを調べる手段として、蛍光分子マーカーを使って顕微鏡観察する方法はあったものの、狭い領域しか観察できないという限界があった。今回の新型MRIは、非常に大きな脳組織に対して適用できるという利点がある。

 

カルシウムセンサでは、シナプトタグミンと酸化鉄磁性体ナノ粒子を用いる。シナプトタグミンは脳内でカルシウムと結合する性質をもち、酸化鉄磁性体ナノ粒子はカルシウムが存在するときだけシナプトタグミンと結合する性質をもつが、これらの性質を利用することにより、神経活動の変化を検出するのである。

今回開発されたカルシウムセンサは、脳内に刺激を与えてから画像を得るまでに数秒間の応答時間を要するため、今後の課題は応答時間の短縮である。また、血液脳関門(blood-brain barrier)をセンサ粒子が透過できるように改良することも目指す。