WiredMindについて

本物の部分と、単純化した部分

本物の部分

• ニューロン。 各レッスンでは、MaleCNS v1.0 （新しいタブで開きます）コネクトームから再構築された3,000〜4,500個のニューロンを使っています。このコネクトームは、1匹のオスのハエの中枢神経系全体を記録したものです。細胞タイプも、作成者たちが付けたものをそのまま使っています。
• シナプスの数。 すべての結合の重みは、データセットが2つの細胞のあいだに記録しているシナプスの数です。検出の信頼度が0.5以上のものだけを数えています。
• 興奮か抑制か。 ニューロンが相手を興奮させるか抑制するかは、予測された神経伝達物質で決まります。アセチルコリンは興奮させ、GABAとグルタミン酸は抑制します。ドーパミン、セロトニン、オクトパミンを放出すると予測された細胞や、伝達物質がはっきりしない細胞は、モデルの中では何の影響も与えません。
• 形と位置。 各ニューロンは、データセットにあるそれぞれのスケルトン（骨格線）をもとに、ハエの体の中で実際にある場所に描いています。

単純化した部分

• 小さく切り出した回路。 各レッスンで動かすのは、神経系全体ではなく、3,000〜4,500個のニューロンからなる部分回路です。においの回路は、受容ニューロン、投射ニューロン、ケニヨン細胞、出力ニューロンの4つの細胞集団でできています。コンパスと脱出の回路は、出発点となる細胞タイプから2段階先までたどり、最も強くつながった相手だけを残しています。シナプスが5個未満の結合は取り除いています。切り出した範囲の外にあるものは、ふだんならネットワークのバランスをとっている抑制も含めて、すべてなくなっています。
• すべての細胞に同じニューロンモデル。 漏れ積分発火型（leaky integrate-and-fire）の点ニューロンで、パラメータはどこでも同じです。値はShiu et al. (2024) （新しいタブで開きます）が発表したもので、静止電位とリセット電位は−52 mV、閾値は−45 mV、膜時定数は20 ms、シナプス時定数は5 ms、不応期は2.2 ms、遅延は1.8 ms、シナプス1個あたり0.275 mVです。樹状突起での計算、段階的に応答するニューロンやスパイクを出さないニューロン、神経修飾、学習は、どれもありません。シナプスは決して変化しません。
• ギャップ結合はなし。 コネクトームには化学シナプスしか記録されていないため、電気シナプスは含まれていません。これがいちばん影響するのは脱出のレッスンです。本物のハエでは、巨大線維からジャンプ用の運動ニューロンへのつながりは、ギャップ結合に大きく頼る混合シナプスです。ここでは、そのつながりを90個の化学シナプスだけで表しています。
• 何も学習しない。 においのレッスンでは、ハエがにおいの記憶をしまっている場所、つまりケニヨン細胞から出力ニューロンへのシナプスを紹介します。しかし、モデルにはドーパミンニューロンも可塑性もありません。また、ケニヨン細胞の活動をまばらに保つAPLニューロンも、切り出した範囲に入っていません。
• 理想化した刺激。 「刺激する」は、グループ内のすべてのニューロンに、それぞれ独立したポアソン入力を与えます（においと脱出のレッスンでは40 Hzで200 ms、旋回ニューロンでは60 Hzで800 ms）。入力の1回1回は細胞を発火させるのに十分な強さで、光遺伝学による活性化によく似ています。本物のにおいは、いくつかの種類の受容体を決まったパターンで活性化させますが、レッスンのにおいは、切り出した回路にある1,861個の受容ニューロンをすべて発火させます。ハエたたきは304個の接近検出ニューロンを一度に発火させますが、本物の迫ってくる物体は、大きくなるにつれて少しずつ細胞を動員していきます。
• 「オフにする」は完全な停止。 オフにしたグループは静止状態のままで、スパイクを出さず、何も送りません。Kir2.1や破傷風毒素のような、実際に神経の活動を止める道具は、効果が部分的で、効くのもおそく、電気シナプスがはたらいたまま残ることもあります。
• コンパスの目印。 モデルの中では、リングニューロンは視覚からの入力を受け取りません。リングニューロンをオフにするとコンパスへの抑制がなくなり、そのためにここではバンプがずれていきます。本物のハエでは、リングニューロンは目印などの手がかりを感覚から運んできます。
• タイミング。 反応までの時間（潜時）は、一律1.8 msの遅延と、膜とシナプスの時定数から決まるもので、実際の記録から取ったものではありません。もっともらしい範囲には収まっていますが、測定された逃避の潜時に合わせる調整はしていません。ビューアーはすべてをスローモーションで再生し、端末に応じて1フレームあたりハエの時間で0.2〜2 ms進めます。また、最後の刺激から150 ms後にシミュレーションを止めます。切り出した回路の中には興奮性のループをもつものがあり、範囲の外に残してきた抑制がないと、いつまでも反響し続けてしまうからです。
• 実際の形態ではなく、簡略な線画。 各ニューロンは、本当の枝分かれではなく、スケルトンに沿って12個の点を結んだ線で描いています。光の点滅はスパイクを表します。動く点はイメージのためのもので、伝導速度やスパイクの本当の経路を表すものではありません。

研究用のツールなら、どこが違うか

• 中枢神経系全体をシミュレーションするか、根拠のある境界で切り出して入力をモデル化します。弱い結合も残します。
• 細胞タイプごとにパラメータを記録データに合わせ、段階的に応答するニューロンやスパイクを出さないニューロンも扱います。樹状突起が重要な場所では、コンダクタンスベースのモデルやマルチコンパートメントモデルを使います。
• ほかのデータからギャップ結合を加え、ドーパミンやオクトパミンなどの神経修飾物質と可塑性も加えます。たとえば、ケニヨン細胞から出力ニューロンへのシナプスで、ドーパミンによって起こる抑圧です。
• 感覚ニューロンを、現実の世界と同じやり方で動かします。においごとに異なる受容体のパターンや、物体が大きくなるにつれて細胞を動員していく接近刺激を使います。
• 伝達物質の予測と結合の重みを不確かなものとして扱い、値を振って調べ、多くの乱数シードで実行し、結果を電気生理学や行動の実験と比べます。

出典にあたる

• neuPrint （新しいタブで開きます）：MaleCNS v1.0を、細胞ごと、シナプスごとに検索できます。
• MaleCNSの論文 （新しいタブで開きます）：Berg, S., Beckett, I. R., Costa, M., Schlegel, P., Januszewski, M., et al. (2026). Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome. Cell 189, 5504–5526.e15.
• Shiu et al. (2024) （新しいタブで開きます）：WiredMindがパラメータを借りている、全脳の漏れ積分発火モデル。
• ソースコード （新しいタブで開きます）：データパイプライン、シミュレーター、レッスン、そして各レッスンの説明が本物の回路で成り立つかを確かめるテスト。

ニューロンのデータの出典

ニューロンもシナプスの数も、すべてオスのショウジョウバエの中枢神経系を記録したMaleCNS v1.0コネクトーム （新しいタブで開きます）から取っています。このコネクトームは、HHMI Janelia FlyEM （新しいタブで開きます）、ケンブリッジ大学 （新しいタブで開きます）、MRC分子生物学研究所 （新しいタブで開きます）、Google Research （新しいタブで開きます）が作成しました。

Berg, S., Beckett, I. R., Costa, M., Schlegel, P., Januszewski, M., et al. (2026). Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome. Cell 189, 5504–5526.e15. doi:10.1016/j.cell.2026.08.015 （新しいタブで開きます）

データのライセンスはCC BY 4.0 （新しいタブで開きます）です。WiredMindはこのデータに手を加えています。小さな回路を3つ切り出し、シナプスが5個未満の結合を取り除き、各ニューロンを単純な線で描いています。シミュレーターには、Shiu et al. (2024) （新しいタブで開きます）のニューロンモデルを使っています。

作った人

WiredMindは、テルアビブのフルスタック開発者でありSEOストラテジストでもあるGuy Dahanが、2026年9月の1週間で作りました。

GitHub （新しいタブで開きます）·guy-dev.com （新しいタブで開きます）

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