大阪・関西万博2025 

はじめに

ヒトの脳では、数十億個の神経細胞が複雑な電気的コミュニケーションを行うことで、さまざまな脳機能が実現されています。こうした神経活動の仕組みを理解し、神経疾患の治療法開発につなげるため、ヒト幹細胞から作製した三次元の脳様組織である脳オルガノイドが研究に用いられています。しかし、個々のオルガノイドは比較的単純であり、神経ネットワークの複雑性には限界があります。 

この課題に対して、池内研究室では、マイクロ流体チップを用いて複数のオルガノイドを接続し、それらの間に軸索束を形成させる技術を開発しています。このように接続されたオルガノイドは「connectoid（コネクトイド）」と呼ばれ、より複雑な脳の神経ネットワーク構造を再現することができます。 これらの神経ネットワークにおける神経活動を解析するため、MaxWell Biosystems社の高密度微小電極アレイ（HD-MEA）「MaxOne」を使用しています。この技術により、神経細胞から生じる電気信号を高い空間分解能で記録・刺激することが可能となり、脳様ネットワークにおける神経細胞間のコミュニケーションを詳細に解析することができます。 

コネクトイドとHD-MEA技術を組み合わせることで、制御された実験環境において、脳機能の解析、疾患モデルの構築、治療法の評価を行うことが可能になります。国際的かつ学際的な共同研究を通じて、「チップ上の神経ネットワーク（Brain Networks on a Chip）」の実現に向けた研究を推進しています。