医学群医学類の神経解剖学実習(第1回)を実施しました。今年度は、講義が密になっていて大変そうですが、最後までしっかり勉強しましょう！
脳を「立体」で学ぶ――3D脳アトラスで広がる神経解剖学の世界
脳の解剖学を学ぶとき、教科書の模式図やMRI・組織切片だけでは、構造同士の位置関係を直感的に理解することが難しい場合があります。大脳皮質の内側に視床や大脳基底核がどのように配置され、海馬や扁桃体がどこに位置し、白質線維がどの方向へ走行しているのか。こうした三次元的な関係を理解するうえで、近年充実してきた「3D脳アトラス」は非常に有用です。
3D脳アトラスでは、脳を自由に回転させたり、透明度を変えたりしながら、特定の領域だけを表示できます。また、冠状断、矢状断、水平断と3Dモデルを対応させて観察できるものもあり、従来の二次元画像では把握しにくかった深部構造の位置関係を直感的に学ぶことができます。
Neurotorium 3D Brain Atlas
比較的利用しやすいものの一つが、Neurotorium 3D Brain Atlasです。
ブラウザ上でヒト脳を360度回転させ、さまざまな脳領域や皮質下構造を確認できます。尾状核、被殻、淡蒼球、視床、海馬、扁桃体など、脳表からは見えない構造を周囲との位置関係を保ちながら観察できる点が特徴です。神経解剖学を学ぶ学生が、大脳基底核や辺縁系などの立体配置を理解する教材としても利用しやすいでしょう。(Neurotorium)
→ Neurotorium 3D Brain Atlasを開く
Brain Tutor 3D
より詳細な医学教育向けツールとしては、Brain Tutor 3Dがあります。
3DモデルとMRI画像を対応させながら脳構造を観察できることが大きな特徴です。脳回・脳溝、皮質領域、皮質下構造などを立体的に確認できるため、肉眼解剖で学ぶ神経解剖学と臨床画像を結びつける教材として有用です。Web版のほか、各種端末向けのアプリも提供されています。(BrainVoyager)
siibra explorer / EBRAINS
研究レベルの脳アトラスとして特に興味深いのが、EBRAINSが提供するsiibra explorerです。
これは単なるCGの脳モデルではなく、複数の研究用脳アトラスを統合したプラットフォームです。3D表示に加えて、冠状断・矢状断・水平断の3方向を同時に表示でき、脳領域の位置をさまざまな方向から確認できます。BigBrainやJülich-Brainなどのデータも利用でき、肉眼的な神経解剖から細胞構築学的な脳領域区分まで連続的に探索できます。(EBRAINS)
教育用途だけでなく、「この皮質領域は深部構造とどのような位置関係にあるのか」「特定の座標はどの脳領域に相当するのか」といった研究上の確認にも適しています。
BrainFacts 3D Brain
神経解剖学を初めて学ぶ場合には、Society for Neuroscienceが運営するBrainFactsの3D Brainも便利です。
マウスや指による操作で脳を回転させながら、主要な脳領域を確認できます。高度な研究用アトラスほど複雑ではないため、神経解剖学の導入教材として使いやすいことが特徴です。各構造について簡潔な説明も付けられており、3Dモデルを見ながら機能との対応を学ぶことができます。(BrainFacts)
Complete Anatomy
脳だけではなく、頭頸部や全身との関係を含めて解剖学を観察したい場合には、ElsevierのComplete Anatomyがあります。
全身の高精細3D解剖モデルを備え、必要な構造を表示・非表示にしながら解剖学的関係を確認できます。脳そのものだけでなく、頭蓋骨、髄膜、血管、脳神経などとの位置関係を理解するのに適しています。神経解剖学単独のアトラスというより、系統解剖学や臨床解剖学を含めて学ぶための総合的な3D解剖プラットフォームです。(コンプリートアナトミー)
Human Organ Atlas
少し性格の異なる非常に興味深いサービスが、Human Organ Atlasです。
これは模式的なCGモデルではなく、実際のヒト臓器をHierarchical Phase-Contrast Tomography（HiP-CT）で撮像した三次元画像データを公開するプロジェクトです。脳を含む臓器全体を観察した後、関心領域をさらに高解像度で探索できます。全臓器レベルと微細構造レベルを橋渡しする点が大きな特徴です。(ヒューマンオルガンアトラス)
一般的な解剖学アトラスとは異なり、実際のヒト組織を三次元的に観察できるため、解剖学教育だけでなく、組織学、画像解析、形態学研究にも利用価値があります。
Brain/MINDS 3D Marmoset Brain Atlas
ヒトだけでなく霊長類脳に関心がある場合には、理化学研究所を中心とするBrain/MINDSの3D Atlas Viewerも興味深いリソースです。
こちらはコモンマーモセット脳の3Dリファレンスアトラスです。脳の三次元構造を観察できるだけでなく、研究用のアトラスデータとしても整備されています。ヒトと実験動物の脳構造を比較したり、霊長類を用いる神経科学研究で脳領域を確認したりする際に有用です。(Brain/MINDS Data Portal)
→ Brain/MINDS 3D Atlas Viewerを開く
二次元の図から、三次元の理解へ
これまで脳の解剖学では、教科書の模式図、解剖標本、連続切片、CTやMRIなど、異なる二次元情報を頭の中で組み合わせて三次元構造を理解する必要がありました。3D脳アトラスは、その作業をコンピューター上で視覚化してくれます。
とりわけ、Neurotorium 3D Brain Atlasは気軽な神経解剖学学習に、Brain Tutor 3Dは解剖学とMRI画像を結びつけた教育に、siibra explorerは研究レベルの詳細な脳アトラス探索に適しています。また、Human Organ Atlasでは模式図ではなく実際のヒト脳を観察でき、Brain/MINDS 3D Atlasでは霊長類脳へと対象を広げることができます。
脳は本来、三次元の臓器です。脳溝の奥に隠れた皮質、深部に位置する神経核、脳室や白質との位置関係などを「立体として見る」ことで、神経解剖学は格段に理解しやすくなります。
紙のアトラスを眺めるだけでは捉えにくかった脳の奥行きを、自分の手で回転させ、切断し、覗き込むことができるようになりました。3D脳アトラスは、神経解剖学を「覚える学問」から「空間として理解する学問」へと変えてくれる、新しい学習・研究ツールといえます。
