行動や疾患に伴い、脳内では何が起きているのでしょうか。この根源的な問いに迫るため、世界中の研究者が生きている動物の脳を顕微鏡で観察しようと試みています。しかし、脳は不透明な頭蓋骨に囲まれており、観察は容易ではありません。多くの場合では頭蓋骨を取り除いて透明なガラスを埋め込む手術が必要ですが、頭蓋骨の除去は脳圧の変動や炎症反応を引き起こしやすく、生理的とは言えない状態での観察につながります。また、手術には高度な技術と熟練を要し、成功率と安全性に限界があります。もし頭蓋骨を安全かつ簡便に透明化できればこれらの問題は一挙に解決しますが、頭蓋骨を高度に透明化でき、かつ生きている動物に安全に適用できる組織透明化技術はこれまでありませんでした。

　本研究では、1,600種類を超える化合物を理論的・実験的にスクリーニングすることで、生きている動物に安全に適用できる頭蓋骨透明化技術「シースルー」の開発に成功しました。シースルー法は、従来法を大きく上回る透明化効率と生体適合性を両立した試薬を頭蓋骨に塗布するだけで適用できる極めてシンプルな手法であり、1時間以内にマウスの頭蓋骨を95%以上の透過率で透明化できます。本手法は、観察したいときだけ頭蓋骨を透明にし、観察後には元の状態に復元できる「可逆性」を特徴としています。実際、シースルー法は生きているマウスに簡便かつ安全に適用でき、脳内の細胞の形態・活動、さらには分子の動態をミクロンレベルの精度で観察できることを示しました。さらに、大脳を覆う頭蓋骨の大部分を透明化して約3,000個の神経細胞の活動をミリ秒単位で観察することで、脳内の神経ネットワークの動態を大規模かつ詳細に観察することに成功しました。

＜掲載ジャーナル＞

＜図の説明＞

＜研究者の声＞

＜略歴＞