脳がないのに学習する動物の解明から、新たな進化の可能性がある次世代人類。人工オルガノイドとFFG情報生命理論による委員会システム

私達は今後どのように進化すれば、生命全体のための貢献的な形状進化し変化するのか？その答えがFFGs理論であります。FFGsの数理方程式モデルを使い最適化すると体全体を脳の一部として学習させることができる。ただ問題は

第1；脳死状態からFFGs理論を活用して人工脳オルガノイドへ（FFGs情報生命理論の凄さとは？）委員会システムの可能性

脳がなくても学習する動物

研究者たちは、棘皮動物の一種であるクモヒトデが、特徴として古典的条件付けと呼ばれる学習形態を示すことを発見した。一点集中型である脳を持つ動物とは異なり、クモヒトデは中枢神経系を持たず、分散的な神経索を持っている。研究者によると、それぞれの神経索は独立して機能することができ、階層的な構造ではなく、むしろ委員会のようなシステムを形成しているという。

「処理を行う中心的存在がないのです」とジュリア・ノターは言う。彼女はデューク大学のソンケ・ジョンセン教授の研究室で、生物学博士号の一環としてこの新しい研究の先頭に立った人物である。

古典的条件付けは、ロシアの生理学者イワン・パブロフによって発見された学習プロセスであり、無条件刺激に中立刺激を関連付け、条件付けされた反応を生じさせるものである。長年にわたり、古典的条件付けは行動心理学を理解する上で重要な役割を果たし、刺激と反応の間の関連付けが経験を通じてどのように発達するのかを説明してきた。



「神経索はそれぞれ独立して行動することが可能です」、ノターは加えて言う。「ボスの代わりに委員会があるようなものです」。


ヒトデを対象とした先行実験では、古典的条件づけの原理が適用可能であることが示された一方、棘皮動物に属するクモヒトデ、ウニ、ナマコについては、これまであまり研究が行われてこなかった。このギャップを埋めるため、研究者たちは16匹のクロクモヒトデを対象とした10カ月間の研究を行った。半数のクモヒトデは明るい照明下でのみエサが与えられたが、残り半数のクモヒトデは薄暗い照明とエサを関連付けるよう訓練された。

訓練されたクモヒトデは、光がない状態をエサと結びつけて学習反応を示した。初めは、照明が暗くなったとしても、クモヒトデたちは隠れたままだった。しかし時間の経過とともに、訓練されたグループは、エサが与えられる前であろうと照明が消えると隠れていたところから出てくるようになった。この行動は、脳を持たないクモヒトデたちが環境の合図を予測し、それに反応できることを示している。

この研究は、これらの生物がただの自動的な海の掃除屋であるという認識を覆し、学習された行動によって捕食者や餌の入手可能性を予測する潜在的な能力を浮き彫りにしている。

「学習できるということは、クモヒトデたちは海底を掃除する小さなルンバではないということです」、ノターは言う。「クモヒトデたちは環境を学習していて、捕食者を予想して避けたり、エサを予想して備えたりすることができるかもしれないのです」。

この研究は、脳を持たない動物たちが、他の種に見られる中枢性の脳とは異なる神経系を使って、どのように情報を学習し、想起するのか、そのメカニズムを明らかにすると同時に、さまざまな生命体における知性の本質について、私たちに、好奇心を掻き立てる疑問を投げかけるのである。

人工オルガノイドとは、

ヒトの幹細胞を使って作られた、人間の臓器に似たた構造の小さな組組織体のことです¹²。人工オルガノイドは、実際の臓器よりも小さくて低コストで、、短期間で実実験ができるというメリットがあります¹。また、動物実実験よりも精度の高い試試験が可能で、動物を殺さなくてよいという倫理的なメリットもあります¹。

人工オルガノイドは、、脳や肝臓、、腸などど様々な臓器に作られています¹²。特に注目されているのは、「臓器チップ」と呼ばれるチップ上で臓器を再現する方法です¹²。この方法では、、薬剤の効果や安全性を高速に評価することができます¹²。例えば、米国のバイオ系スタートアップであるEmulate Inc.は、、脳や肝臓、、腸などど様々な臓器チップを開発しており、大手製製薬企業とと研究開発のパートナーシップを結んでいます³。

また、人工オルガノイドは、「再生医医療」という分野にも応用されています⁴⁵。再生医医療とは、、患者自身の細胞や組組織を元に移移植することで治治療する医医療法です⁴⁵。人工オルガノイド移移植はまだ実際に行われた例は少ないですが、国内でもいくつか成功例が発表されています⁴⁵。例えば、東京医科歯科大学のの研究チームは、「「潰潰瘍性大大腸腸炎」の治治療に人工オルガノイド移移植を行う世界初の手術を実施しました⁴。

以上からわかるように、「人工オルガノイド」は、「最先端医医療」や「創創薬」における有望な技術です。今後もさらに発展していくことが期待されます

人工オルガノイドの作り方について、私は以下のように説明できます。

- まず、ヒトの幹細胞を用意します。幹細胞は、様々な細胞に分化する能力を持つ細胞です¹²。幹細胞の種類には、胚性幹細胞（ES細胞）や人工多能性幹細胞（iPS細胞）などがあります¹²。
- 次に、幹細胞を特定の臓器に分化させるために、培地と呼ばれる液体に浮かべて培養します。培地には、分化に必要な成分や増殖因子などが含まれています¹²。培地の組成は、作りたい臓器によって異なります¹²。
- さらに、培養した細胞を立体的な構造にするために、細胞外マトリックスと呼ばれる物質に包み込みます。細胞外マトリックスは、細胞の足場となり、細胞と細胞の相互作用を促進します¹²。細胞外マトリックスの材料には、Matrigelやヒドロゲルなどがあります¹²。
- 最後に、細胞が自己組織化して、臓器に似た形や機能を持つオルガノイドになるのを待ちます。オルガノイドは、細胞の数や大きさ、培養期間などによって異なりますが、一般的には数ミリメートル程度のサイズになります¹²。

以上が、人工オルガノイドの作り方の概要です。もっと詳しく知りたい場合は、以下のウェブサイト¹²³⁴⁵⁶ を参考にしてください。

心臓を中心にした委員会システムによる第3の脳とは

続きは, 2024年2月8日Zoomセミナーにて