もつれた虹のようなこの画像は、ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の成体の脳の驚異的な3D地図だ。7月19日付けの科学誌「セル」に発表された今回の画像は、高解像度で撮影された動物の脳としてはこれまでで最も大きく、単一のニューロンの経路をたどれるようにもなっている。途方もなく小さいものを調べてきた科学者たちが達成した大きな成果である。（参考記事：「【動画】鮮やかに追跡！受精後の細胞分裂24時間」）

　実際にケシ粒ほどの大きさしかないにもかかわらず、ショウジョウバエの脳は極めて複雑だ。

　この小さなハエは決まった手順で身繕いをし、求愛の際には複雑なダンスを踊る。彼らは周囲の環境について学習し、それを想起できる。さらに驚くべきことに、これらの行動の背景にある脳の構造の一部は、ヒトを含め、ほかの動物ともよく似ている。（参考記事：「【動画】生きた細胞内の高精細3D映像化に成功」）

「生物学に必要な方向性です」と、米国国立衛生研究所（NIH）の博士研究員であるケイト・オニール氏は言う。「研究から得られる情報は膨大ですが、技術面がその制約になっています」。なお、氏はこの研究に関与していない。

　今回の画像を作成するにあたり、まずハエの脳を取り出して、さまざまな重金属を混ぜた液体に浸した。重金属は、ニューロン（神経細胞）の表面とシナプス（ニューロンどうしの接合部）に結合し、それぞれの目印となる。次に樹脂に浸けて固め、ダイヤモンドナイフで極めて薄くスライスした。

　研究者らは、髪の毛の太さよりもはるかに薄くスライスされた切片を1枚1枚電子顕微鏡で撮影していった。驚異的な3D地図を作成するには、7000枚以上の脳の切片を2100万回撮影しなければならなかった。（参考記事：「ヒトの精子のしっぽに謎のらせん構造、初の発見」）

特集ギャラリー：先端技術で見えた脳の秘密（2014年2月号）（写真クリックでギャラリーページへ）

米国のマーティノス生物医学画像センターで、技術者がセンサー付きのヘルメットをかぶる。これは脳のスキャン装置の一部で、脳内の水分子の動きを検出するためのものだ。このデータに基づいて「脳の回路」画像をつくることができる。 Photographs by Robert Clark

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　脳全体の高解像度画像が撮影された生物は今回のハエが最初ではない。その栄誉を受けたのは、ゼブラフィッシュの幼生とハエの幼虫だ。念のために言うと、今回画像化されたのはハエのニューロンの接合部だけであり、ハエの成体の脳にある約10万個のニューロンの地図ができたわけではない。現時点では、ニューロンのネットワークの画像化には人手が必要だが、この煩わしい作業の完全自動化の研究も行われている。

「100ミクロンを追跡するために、2000枚の画像を見る必要があります」と、論文の共著者で、ハワード・ヒューズ医学研究所ジャネリア・リサーチ・キャンパスの神経生物学者であるデヴィ・ボック氏は言う。「ばかげています」

　今回紹介する画像は、ハエの脳にあるニューロン接合部全体の5%のみだが、それでも驚異的に詳細な地図として、迷宮のような構造の解明に役立つと期待されている。（参考記事：「先端技術で見えた脳の秘密」）