カハールが現代神経学や芸術に与えた影響について

StO-06-6 カハールの神経描画が 現代神経学に及ぼした 影響について 岐阜大学医学部医学科4年 伊藤颯汰・岸田隼典・矢部峻毅 岐阜大学大学院医学系研究科脳神経内科学分野 下畑享良

StO-06-6 日本神経学会 COI開示 筆頭発表者名:岸田隼典 所属:岐阜大学医学部医学科 演題発表に関連して、開示すべきCOI関係にある企業などはありません。

StO-06-6 サンティアゴ・ラモン・イ・カハールとは？ • 「神経科学の父」と称されるスペインの 神経解剖学者 • 彼の描いた図譜は、今なお教科書に 採用されるほどの正確性を誇る • 1906年、ノーベル生理学・医学賞を受賞 https://biomedes.es/biografia/ramon-y-cajal-santiago/

• https://biomedes.es/biografia/ramon-y-cajal-santiago/

StO-06-6 研究のきっかけ • カハールの著書『Advice For A Young Investigator （若き研究者への助言）』の翻訳プロジェクトを医学部 ３年生の課題として行っている • 100年以上前の「手書きの描画」が、現代の最先端 神経科学においてどれほど影響を与え、発展したのか という疑問を持った

目的と方法 StO-06-6 • 目的： カハールが考えた神経ネットワークに関する理論を 明らかにし、その考えが現代神経学に及ぼした影響を明ら かにする • 方法： 検索した論文やカハールに関する二次資料を用いた

カハールの技術と観察眼 StO-06-6 • ゴルジ染色法の改良： 銀染色を 重ねることで、一部の神経細胞を 黒く浮き立たせる技術を見出した • 観察の極致： 顕微鏡下の像を ただ写すのではなく、複数の焦点 を合成し、細胞の「本質」を抽出 して描画した https://ameblo.jp/psymiki1109/entry-12320223167.html 小脳のプルキンエ細胞

• https://ameblo.jp/psymiki1109/entry-12320223167.html

カハールは視覚的思考を行った • 単なる記録ではない： 描画は 「観察」と「仮説形成」を往復する 思考プロセスそのもの • 機能の推論： 構造の精密な描写から、 神経信号が流れる方向を予見した （図に矢印が記載されている） 海馬の神経回路の図 Wikipediaより引用 StO-06-6

StO-06-6 カハール以前はゴルジの網状説が主流だった ゴルジは神経系を連続体として捉え、 一つの連続した網のような構造をなす． 網目状に神経は繋がって機能している → 網状説

StO-06-6 これに対し，カハールは神経系を 「連続体」ではなく「結合体」と考えた 個々のニューロンが接続されて 機能している → ニューロン説

カハールのニューロン説は 現代科学において発展する StO-06-6 • シナプスと発達： 樹状突起スパインの発見など、後の シナプス生理学の基礎となった • コネクトミクスの源流： 神経回路の全容解明を目指す現代の 研究スタイルは、カハールの描画思想の延長線上にある

StO-06-6 • 神経細胞の樹状突起の表面に存在 する，小さな棘状の突起であり， 興奮性シナプスの主要な受け手と なる微小構造． • 2個の隣接した海馬神経細胞の図 黄色ボックス内には、樹状突起が 緑色で示されている https://bsi.riken.jp/bsi-news/bsinews28/no28/special.html

• https://bsi.riken.jp/bsi-news/bsinews28/no28/special.html

StO-06-6 Sci Rep 8, 3545 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21753-8

コネクトミクスへの発展 StO-06-6 • コネクトミクスは、脳の全神経細胞（ニューロン）とシナプス のつながり方を作成・解明する研究分野である • 脳全体を網羅的に可視化し、神経疾患のメカニズム解明、AIへ の応用、脳の機能理解を目的としている

StO-06-6 2007年,個々の神経細胞を標識する技術が開発された Brainbow法 Creリコンビナーゼという酵素が DNA上のlox配列をランダムに組 み換えることで，各ニューロン は異なる蛍光タンパク質の組み 合わせを持つようになり，結果 として多彩な色で標識される． Nature. 2007;450(7166):56-62. ←マウスの脳の海馬

2013年，電子顕微鏡で1つ1つの 細胞を追う研究が始まった StO-06-6 • ショウジョウバエ視覚系の連続 切片の電子顕微鏡写真に現れた 細胞。 • スケッチし、輪郭や特徴を写し 取ることでコネクトームを理解 する。 Nature. 2013 Aug 8;500(7461):175-81.

2024年，2010年代後半から進められてきた MICrONS Projectの結果が発表される StO-06-6 Nature. 2025 Apr;640(8058):435-447. コネクトームを超高解像度で 解析し「脳がどのように情報 を処理しているのか」を理解 しようとする米国の巨大研究 プロジェクト

2024年，成体ショウジョウバエの StO-06-6 完全コネクトームが実現した AIと電子顕微鏡画像を用いて，約14万個の神経細胞と5,000万以上のシナプス結合を含む成体ショウジョウバエ 脳の完全なコネクトームが初めて作成された．Nature. 2024 Oct;634(8032):210-219.

結論 StO-06-6 • カハールが提唱したニューロン説と，精緻な観察に基づく視覚的思考は，脳の 構造理解に革命をもたらし，神経系を個々のニューロンが連結するネットワー クとして捉える新しい視点を確立した． • この考えは，シナプス研究やコネクトミクスへと発展し，現代神経科学の基盤 となった．カハールの思想は，脳を『見える科学』として探究する姿勢ととも に，今日の神経学・脳科学においてもなお重要な指針となり続けている．

StO-06-7 カハールのニューロン説と 芸術的手法 岐阜大学医学部医学科4年 関谷陸叶 西堀翔太 八木麻衣 岐阜大学大学院医学系研究科脳神経内科学分野 下畑享良

StO-06-7 日本神経学会 COI開示 筆頭発表者名:八木麻衣 所属:岐阜大学医学部医学科4年 演題発表に関連し、開示すべきCOI関係にある企業などはありません.

StO-06-7 カハールとは？ • 「近代神経科学の父」 • スペインの神経解剖学者・ 病理学者 • 「ニューロン説」を確立し， ノーベル生理学・医学賞受賞 • 緻密なスケッチで評判 • 後世の芸術にも影響を与える サンティアゴ・ラモン・イ・カハール （1852-1938）

StO-06-7 目的 翻訳プロジェクトの中で，以下の2点に関心を持った． ① カハールの芸術的感性と描画技法が科学的発見に 果たした役割 ② カハールの芸術的感性が現代芸術に与える影響 ADVICE FOR A YOUNG INVESTIGATOR ©️1999 Massachusetts Institute of Technology

StO-06-7 結果①芸術的感性と描画技法 • ゴルジ染色法を用いて，独立した神経細胞と 構造を精密で無駄のないスケッチで可視化した． • 観察対象を単なる生物学的構造ではなく，生命の 秩序を可視化した「自然の芸術作品」として捉えて いた． The Beautiful Brain: The Drawings of Santiago Ramon y Cajal ヒトの小脳由来のプルキンエ細胞

StO-06-7 カハールの芸術的感性を 表す言葉が残されている 私の注意は，繊細で優雅な形をした細胞， 魂の神秘的な蝶を追い求めた． その羽ばたきはいつの日か，精神の秘密 を明らかにするかもしれません． ヒト 大脳皮質中間層の ニューロン The Beautiful Brain: The Drawings of Santiago Ramon y Cajal

StO-06-7 動的分極の法則への寄与 • 彼の芸術的感性は「動的分極の法則（Law of Dynamic Polarization）」の提唱にもつながった． • 神経細胞内における情報の伝達には「一定の 方向性」があるという，近代神経科学の基礎と なった原則で，図には「樹状突起→ 細胞体→ 軸索」という矢印の流れが示されている．

StO-06-7 シュルレアリスムへの影響 • カハールはスケッチという手段を用いて，脳の構造 の美しい秩序を世に知らしめ，数多くの芸術家を魅 了し，影響を与えた． • 無駄のない一発書きの描画スタイル，ときに美しい 色分けを取り入れた洗礼されたスケッチは，現代の スケッチの基盤形成にも寄与した． • さらに1920年代の芸術運動の１つである，シュルレア リスム(超現実主義)に影響を与えたと言われている． The Beautiful Brain: The Drawings of Santiago Ramon y Cajal

カハールの影響を受けた芸術家 • StO-06-7 カハールがシュルレアリスムに与えた影響として知ら れているのは Salvador Dalí（ダリ），Federico García Lorca（ロルカ），Luis Buñuel（ブニュエル），André Breton（ブルトン），Leonora Carrington（カリントン）で ある． • 右図の「産毛（鳥肌）の開始」（Inaugural Gooseflesh） 1928年はカハールとの関連が最も直接的な影響が確 認されている作品である． Inaugural Gooseflesh /Salvador Dali (1928)

結果②カハールの芸術的感性が 現代芸術に与える影響 StO-06-7 • Dawn Hunterは，カハールの芸術的なスケッチ に影響を受けた現代芸術家の代表． • カハールのスケッチからヒントを得た画風でカ ハールの肖像画やポートフォリオ，自身のオリ ジナルの作品を表現し高い評価を得ているとと もに，彼の芸術的なスケッチの意義を後世に伝 えている． Dawn・Hunter サウスカロライナ大学 芸術科学部 准教授

StO-06-7 Dawn・Hunterの作品 カハールの人生の追体験 アストロサイトのイメージを織 り交ぜた植物 Plein Air painting completed at Cajal's Birthplace home, acrylic and ink on paper/Dawn・Hunter Man, Sunflower, and Nuclei Nests /Dawn・Hunter

Dawn・Hunterの作品 カハールの描画技法の再現 ドーンハンターアート ® |カハール・インベントリ・ポートフォ リオ |カハールの小脳のイラスト StO-06-7 カハールの描いた哺乳類小脳の図解 The Beautiful Brain: The Drawings of Santiago Ramon y Cajal

StO-06-7 Dawn・Hunterの作品 カハールの描画と現代芸術の融合 Landscape ideation sketch of Ayerbe,Spain Two Pyramidals/Greg Dunn ドーン・ハンターの描いた風景画 グレッグ・ダン氏の描いた墨絵 カハールの描いたヒトの大脳皮質中間層のニューロン The Beautiful Brain: The Drawings of Santiago Ramon y Cajal カハールが世界に広めたニューロンの美しい秩序は、現代の脳神経学者のみならず， 芸術家たちにも，一種の潜在的なアイディアとしての影響を与えている． 科学と芸術の融合的探究の原点として再評価

StO-06-7 カハール刺繍プロジェクト • 2020年，カハール研究所 創立100周を記念して行 われたプロジェクト． • 6カ国75名以上の参加者 が集い，カハールのス ケッチの刺繍作品を完成 させた． カハールの絵を基に作られた刺繍 Lancet Neurol. 19, 979, 2020（doi.org/10.1016/S1474-4422(20)30348-3）

• https://doi.org/10.1016/S1474-4422(20)30348-3

StO-06-7 結論 • 彼の美しい神経細胞スケッチはシュルレアリスム(超現実主義) に影響を与えていた． • 彼の発見したニューロンの美しい世界は現代芸術にも影響を 与え続けており，科学と芸術の融合的探究の原点として再評価 されている．