中国、重さ1gの100万画素ワイヤレス・メゾスコピック顕微鏡の開発に成功

自然な環境下で集団行動を観察しながら、脳の神経細胞が複雑な行動をどのように制御しているのかを明確に「見る」ことは、知能を理解するための重要な基礎となる。中国の科学者は、世界で最も軽量なワイヤレス・メゾスコピック顕微鏡を開発した。重さはわずか1グラムで、視野6ミリメートルの範囲内において、単一細胞レベルの分解能でマウスの大脳皮質の神経活動を記録できる。1匹のマウスから同時に8500個以上の神経細胞を記録でき、その数は既存の同種装置の25倍に達する。この研究成果は10月19日付の学術誌「Nature（ネイチャー）」にオンライン掲載された。

Airscopeを装着したマウスが、実験室内に設置された環境で自由に探索行動を行っている様子。撮影・魏夢佳

長年にわたり、神経科学の研究は技術的なボトルネックに直面してきた。従来の顕微鏡装置では、観測視野、分解能、動物の自然な行動を同時に確保することが難しかった。固定式の装置や有線装置は動物の動きを制限し、行動を不自然なものにしてしまう。一方、従来のワイヤレス装置は重量が大きく、観測範囲も狭いため、大規模な神経活動を記録することができなかった。

清華大学自動化学部の呉嘉敏准教授は、「ワイヤレス、小型・軽量、広視野、高スループットがAirscopeの顕著な特徴だ。一般的な頭部装着型の小型顕微鏡は、重さが通常3グラムを超え、マウスの自由な行動に影響を与える。これに対し、Airscopeはケーブルによる制約をなくしただけでなく、さらに小型・軽量化を実現した。また、200万画素のイメージセンサーを用いて装置側でデータを圧縮することで、100万画素級の画像をワイヤレスで伝送できるようにした」と説明。

このような動物用の「ウェアラブル」装置を活用し、研究チームは、これまでケーブルや装置の重量制限により実施が難しかった数多くの実験を実現した。例えば、5平方メートルの自然生息環境において、複数のマウスが探索行動を行う際の大脳皮質活動を同時に記録したほか、32の行き止まりを持つ大型迷路で、マウスが長時間にわたって自発的に探索する様子を追跡した。（編集YF）

「人民網日本語版」2026年10月22日