Brain-on-a-chipとは脳の機能をチップ上に再現することを目的として構成された脳神経細胞素子の集合体。
概要 脳の働きを人工的に再現しようとする試みには複数のアプローチがあり、ソフトウェアや半導体を用いたハードウェアや生物学的など手法など、それぞれ再現性に一長一短がある。生物学的なアプローチの一環としてチップ上に半導体製造で培われた微細加工技術を駆使して人工的な脳神経の集合体を形成するため神経細胞を培養する。
従来の手法では再現できなかった機能をチップ上に再現する事で実際に極めて近い状態で、実時間観察が期待される。
応用 バイオコンピューティング:半導体エレクトロニクスとリビングニューラルネットワークの融合によるハイブリッドシステムの構築 薬物試験と開発:神経毒性検査を促進するために動物実験を最小限に抑え、高スループットスクリーニングを企図する 疾患モデリング:アルツハイマー病、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの神経変性疾患や外傷性脳損傷をシミュレート
出典
文献 Park, JiSoo, et al. "Three-dimensional brain-on-a-chip with an interstitial level of flow and its application as an in vitro model of Alzheimer's disease." Lab on a Chip 15.1 (2014): 141-150. Pamies, David, Thomas Hartung, and Helena T. Hogberg. "Biological and medical applications of a brain-on-a-chip." Experimental biology and medicine 239.9 (2014): 1096-1107. Kilic, Onur, et al. "Brain-on-a-chip model enables analysis of human neuronal differentiation and chemotaxis." Lab on a Chip 16.21 (2016): 4152-4162. Bang, Seokyoung, et al. "Brain-on-a-chip: A history of development and future perspective." Biomicrofluidics 13.5 (2019). Brofiga, Martina, et al. "On the road to the brain-on-a-chip: a review on strategies, methods, and applications." Journal of Neural Engineering 18.4 (2021): 041005. Amirifar, Leyla, et al. "Brain-on-a-chip: Recent advances in design and techniques for microfluidic models of the brain in health and disease." Biomaterials 285 (2022): 121531. Servais, Bram, et al. "Engineering brain-on-a-chip platforms." Nature Reviews Bioengineering 2.8 (2024): 691-709. Shao, Wenwei, et al. "Opportunities and challenges of brain-on-a-chip interfaces." Cyborg and Bionic Systems 6 (2025): 0287.
関連項目 人工脳 Human-on-a-chip Organ-on-a-chip マイクロリアクター 人工臓器