What are mini brains? - Madeline Lancaster

翻訳: Takamasa Omata / 小俣貴雅 校正: Masaki Yanagishita

This pencil-eraser-sized mass of cells is something called a brain organoid.

この鉛筆についた消しゴムサイズの細胞集団は 脳オルガノイドと呼ばれています

It’s a collection of lab-grown neurons and other brain tissue

研究室で培養した神経細胞や 脳組織の集まりで

that scientists can use to learn about full-grown human brains.

科学者は 完全に成長した人間の脳について 学ぶために それを使うことができます

And it can be grown from a sample of your skin cells.

これは あなたの皮膚細胞の 一部から育てることも可能です

Why would we need such a thing?

なぜ そのようなものが 必要なのでしょうか？

Neuroscientists face a challenge:

神経科学者らは 課題に直面しています

shielded by our thick skulls and swaddled in layers of protective tissue,

分厚い頭蓋骨に守られ 何層もの保護組織に包まれた人間の脳は

the human brain is extremely difficult to observe in action.

活動中に観察をするのが 非常に難しいのです

For centuries, scientists have tried to understand them using autopsies,

何世紀にもわたり 科学者らは 解剖、動物モデル

animal models,

and, in recent years, imaging techniques.

そして 最近ではイメージング技術を使い 理解しようとしてきました

We’ve learned a lot through all these methods,

これらの方法で 色んなことを学びましたが

but they have limitations.

それには限界があります

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

アルツハイマー病や 統合失調症などの疾患

and the effect on the human brain of diseases like Zika,

ジカ熱のような病気の 脳に及ぼす影響は

continue to hide beyond our view, and our understanding.

私たちには見えず 理解もできないところに 潜み続けています

Enter brain organoids, which function like human brains

生体の一部ではないのに 人間の脳のような働きをする

but aren’t part of an organism.

脳オルガノイドがここで登場します

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

これは未分化細胞に由来しています

which is a cell that can develop into any tissue in the body,

未分化細胞とは 骨から脳まで 体のどんな組織へも

from bone to brain.

分化が可能な細胞です

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

科学者らは 未分化幹細胞を 皮膚細胞から作ることができます

That means they can take a skin sample from a person with a particular condition

つまり 特定の病気の患者から 皮膚細胞を採取し

and generate brain organoids from that person.

その人に由来する脳オルガノイドを 育てられるということです

The hardest part of growing a brain organoid,

何年にもわたり 科学者を困らせたのですが

which stumped scientists for years,

脳オルガノイド培養の 最も難しいところは

was finding the perfect combination of sugars, proteins, vitamins, and minerals

幹細胞が 神経特性を発現するように誘導する 糖、タンパク質、ビタミン、ミネラルの

that would induce the stem cell to develop a neural identity.

完璧な組み合わせを 見つけることです

That was only discovered recently, in 2013.

これは ごく最近の 2013年になって発見されました

The rest of the process is surprisingly easy.

残りの過程は 意外にも簡単です

A neural stem cell essentially grows itself,

神経幹細胞は 基本的に 自ら成長していきます

similar to how a seed grows into a plant,

種子が植物に成長するのに 似ています

all it needs are the brain’s equivalents of soil, water, and sunlight.

必要なのは いわば脳にとっての 土、水、太陽光だけです

A special gel to simulate embryonic tissue,

つまり胎児組織を模倣する 特殊なジェル

a warm incubator set at body temperature,

体温と同じ温度に設定された インキュベーター

and a bit of motion to mimic blood flow.

そして 血流をまねた 多少の動きを与えることです

The stem cell grows into a very small version

幹細胞は 発生段階初期の

of an early-developing human brain,

ヒト脳の超小型版に成長します

complete with neurons that can connect to one another

その神経細胞はお互いに繋がり合って

and make simplified neural networks.

単純な神経回路網を形成します

As mini brains grow, they follow all the steps of fetal brain development.

この「小さな脳」は 成長の過程で　 胎児の脳発達段階をすべて踏んでいきます

By observing this process, we can learn how our neurons develop,

この過程を観察することで 神経細胞の発達の仕方や

as well as how we end up with so many more of them in our cortex,

いかにして皮質中の多数の神経細胞となるかを 学ぶことができます

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

皮質は 論理や推論といった 他の動物種よりも高度な認知を

than other species.

つかさどる脳の部位です

Being able to grow brains in the lab, even tiny ones,

小さなものだとしても 実験室で脳が育つということは

raises ethical questions, like:

次のような 倫理的疑問を生みます

Can they think for themselves, or develop consciousness?

「それは自主的に思考したり 意識を持ったりするのか？」

And the answer is no, for several reasons.

答えはNoです いくつか理由があります

A brain organoid has the same tissue types as a full-sized brain,

脳オルガノイドには 本来の大きさの脳と 同じ種類の組織がありますが

but isn’t organized the same way.

同じように組織化は されていません

The organoid is similar to an airplane

オルガノイドは 飛行機がバラバラにされ

that’s been taken apart and reassembled at random;

ランダムに組み立て直されたものと 似ています

you could still study the wings, the engine, and other parts,

つまり翼やエンジン その他 諸々のパーツについて学ぶことはできますが

but the plane could never fly.

この飛行機は絶対に飛べません

Similarly, a brain organoid allows us to study different types of brain tissue,

同じく 脳オルガノイドから いろいろな脳組織について学べますが

but can’t think.

それが思考することはできません

And even if mini brains were organized like a real brain,

また 小さな脳が 本物の脳のように組織化されたとしても

they still wouldn’t be able to reason or develop consciousness.

推論や意識の発生は 不可能でしょう

A big part of what makes our brains so smart is their size,

私たちの脳が賢い理由の大部分は その大きさにあって

and mini brains have only about 100,000 neurons

本来の大きさの脳には 860億もの神経細胞があるのに比べ

compared to the 86 billion in a full-sized brain.

小さな脳には 10万程しかありません

Scientists aren’t likely to grow larger brain organoids anytime soon.

より大きな脳オルガノイドを 科学者が育てるのは 当分は無理そうです

Without blood vessels to feed them,

オルガノイドに栄養を与える 血管なしでは

their size is limited to one centimeter at most.

１センチメートルの大きさが 限度なのです

Finally, mini brains aren’t able to interact with the outside world.

その上 小さな脳は 外界と交流ができません

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

私たちは 環境との交流によって 学んでいきます

目、耳、他の感覚器官から情報を取り入れ それに反応するということです

through our eyes, ears, and other sensory organs, and reacting in turn.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

意識的な思考や行為の根底にある 複雑な神経回路網は

develop from this feedback loop.

こうしたフィードバック・ループから 発達します

Without it, the organoids can never form a functional network.

それがなければ オルガノイドは 機能する神経回路網を決して作れません

There’s nothing quite like the actual human brain,

実際の人間の脳に 完璧に一致するものなどありませんが

but mini brains are an unprecedented tool

小さな脳は 発達から病気まで

for studying everything from development to disease.

あらゆることを学ぶための かつてない手段なのです

With luck, these humble organoids can help us discover

うまくいけば これらのオルガノイドのおかげで

what makes the human brain unique,

何が人間の脳を人間特有のものに しているのかが分かり

and maybe bring us closer to answering the age-old question:

さらには 昔からの疑問への答えに 近づくことができるかもしれません

what makes us human?

「私たちを人間たらしめているのは何か？」