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ニューラルネットワークの信号伝達がガス分子によって抑制される機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23350001
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関北海道大学

研究代表者

内田 努  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70356575)

研究分担者 郷原 一寿  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40153746)
永山 昌史  北海道教育大学, 教育学部, 准教授 (70374585)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円)
2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2012年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2011年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード生物物理化学 / 麻酔 / ニューラルネットワーク / 電気信号測定 / 分光測定 / 雷気信号測定
研究概要

キセノン(Xe)ガスによるニューラルネットワークの信号伝達抑制機構を解明するため、二つの側面から観測を行った。培養ニューラルネットワークの電気信号を、Xeガスを0.1~0.5Mpaまで印加した状態で測定した結果、0.3MPa以上の圧力下でネットワーク特有な信号が完全に抑制された(メゾスコピック観察)。またXeガス加圧下でのニューロンのラマン分光観測を行い、その信号変化を観測した。計算機シミュレーションとの比較から、細胞膜にXeガスが溶解しその機能を変化させる可能性を見出した(マイクロスコピック観察)。これらの結果から、Xeがニューラルネットワーク中の信号伝達を抑制するメカニズムを検討した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Raman spectroscopic measurements on DEPC liposome : phase transition observation under Xe-gas pressure2013

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida and A. K. Sum
    • 雑誌名

      低温科学

      巻: 71 ページ: 105-110

    • NAID

      120005228438

    • URL

      http://hdl.handle.net/2115/52360

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] ラット心筋細胞の常温保存研究 -ガス印加の影響-2013

    • 著者名/発表者名
      奥平俊樹, 永山昌史, 郷原一寿, 内田努
    • 雑誌名

      低温科学

      巻: 71 ページ: 81-89

    • URL

      http://hdl.handle.net/2115/52356

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Neuronal cell pattering on a multi-electrode array for a network analysis platform2013

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Ikeda, M. Yamaguchi, S. Kudoh, K. Yokoyama, R. Satoh, D. Ito, M. Nagayama, T. Uchida, K. Gohara
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 34(21) 号: 21 ページ: 5210-5217

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2013.03.042

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Raman spectroscopic measurements on DEPC liposome: phase transition observation under Xe-gas pressure2013

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida and A. K. Sum
    • 雑誌名

      低温科学

      巻: 71 ページ: 105-110

    • NAID

      120005228438

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] ラット心筋細胞の常温保存研究 ―ガス印加の影響―2013

    • 著者名/発表者名
      奥平俊樹,永山昌史,郷原一寿,内田努
    • 雑誌名

      低温科学

      巻: 71 ページ: 81-89

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Raman spectroscopic measurements on DEPC liposome: phase transition observation under Xe-gas pressure2013

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, A. K. Sum
    • 雑誌名

      Low Temperature Science

      巻: 71 ページ: 105-110

    • NAID

      120005228438

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Xenon-induced inhibition of synchronized bursts in a rat cortical neuronal network2012

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, S. Suzuki, Y. Hirano, D. I to, M. Nagayama, K. Gohara
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 214 ページ: 149-158

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2012.03.063

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dimethyl sulfoxide による分散ラット心筋細胞の凍結保護機構の実験的検討2012

    • 著者名/発表者名
      内田努, 宮村謙一郎, 永山昌史, 郷原一寿
    • 雑誌名

      低温生物工学会誌

      巻: 58 (1) ページ: 59-63

    • NAID

      110009457809

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell patterning using a template of microstructured organosilane layer fabricated by vacuum ultraviolet light lithography2011

    • 著者名/発表者名
      M. Yamaguchi, K. Ikeda, M. Suzuki, A. Kiyohara, S. Kudoh, K. Shimizu, T. Taira, D. Ito, T. Uchida, and K. Gohara
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 27(20) 号: 20 ページ: 12521-12532

    • DOI

      10.1021/la202904g

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal temperature range for low-temperature preservation of dissociated neonatal rat cardiomyocytes2011

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, M. Nagayama, T. Taira, K. Shimizu, M. Sakai, K. Gohara
    • 雑誌名

      Cryobiology

      巻: 63(3) 号: 3 ページ: 279-284

    • DOI

      10.1016/j.cryobiol.2011.09.141

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of signal propagation in the isolated patterned cortical neuronal networks2014

    • 著者名/発表者名
      M. Anisimova, K. Yokoyama, D. Ito, M. Suzuki, T. Uchida, K. Gohara
    • 学会等名
      平成25年度生物物理学会北海道支部例会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-03-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ラット大脳皮質ニューラルネットワークにおける同期バースト活動のキセノンガスによる抑制効果2014

    • 著者名/発表者名
      田邊隆太朗, 窪田竜也, 伊東大輔, 郷原一寿, 内田努
    • 学会等名
      平成25年度北大細胞生物研究集会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-03-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Raman measurements on DEPC Liposome2013

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, A.K. Sum
    • 学会等名
      H_2O を科学する・2013
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-12-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Analysis and control of cultured neuronal networks using multi-electrode arrays : from gene expression to network dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      D. Ito, K. Yokoyama, T. Uchida, K. Gohara
    • 学会等名
      IVth Int. Conf. Topical Problems in Biophotonics 2013
    • 発表場所
      Russia
    • 年月日
      2013-07-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] キセノンガスによる培養ニューラルネットワークの信号抑制2013

    • 著者名/発表者名
      内田努, 鈴木翔太郎, 平野雄大, 伊東大輔, 永山昌史, 郷原一寿
    • 学会等名
      第7回メカノセンシング研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2013-03-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Xe ハイドレートと凍結を併用した植物組織の長期保存2012

    • 著者名/発表者名
      王蕾, 大下誠一, 内田努, 竹谷敏, 川越義則, 牧野義雄, 米山明男
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2012年合同大会
    • 発表場所
      宇都宮
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ネットワーク解析のための多点電極基板上への神経細胞パターン作製2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木正昭, 山口宗宏, 池田光二, 工藤卓, 横山慶子, 伊東大輔, 永山昌史, 内田努, 郷原一寿
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛
    • 年月日
      2012-09-12
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 脂肪細胞内での脂肪酸動態の解明に向けて2012

    • 著者名/発表者名
      永山昌史, 内田努
    • 学会等名
      バイオラマン研究会
    • 発表場所
      和光
    • 年月日
      2012-05-19
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Gas Structured Water : From Gas Hydrates to Cellular Activity Inhibition2011

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida
    • 学会等名
      WINPTech2011, "Water and Light" session
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gas structured water : From gas hydrates to cellular activity inhibition2011

    • 著者名/発表者名
      T.Uchida
    • 学会等名
      WINPTech2011, "Water and Light" session
    • 発表場所
      神戸大学(神戸)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 市販多点電極基板上への神経細胞パターニング2011

    • 著者名/発表者名
      池田光二, 山口宗宏, 鈴木正昭, 伊東大輔, 内田努, 郷原一寿, 工藤卓
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2011年夏季研究発表会
    • 発表場所
      室蘭
    • 年月日
      2011-07-23
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Dimethyl sulfoxide による分散ラット心筋細胞の凍結保護機構の実験的検討2011

    • 著者名/発表者名
      内田努, 宮村謙一郎, 永山昌史, 郷原一寿
    • 学会等名
      第56回低温生物工学会大会年会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2011-07-07
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電極アレイを用いたラット培養心筋細胞の拍動活動に対する温度影響測定

    • 著者名/発表者名
      木虎竜一、谷脇伸也、永山昌史、郷原一寿、内田努
    • 学会等名
      第58回低温生物工学会大会年会
    • 発表場所
      関西大学(吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis and control of cultured neuronal networks using multi-electrode arrays: from gene expression to network dynamics

    • 著者名/発表者名
      D. Ito, K. Yokoyama, T. Uchida, K. Gohara
    • 学会等名
      IVth Int. Conf. Topical Problems in Biophotonics 2013
    • 発表場所
      Georgy Zhukov(Nizhny Novgorod市、Russia)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット大脳皮質ニューラルネットワークにおける同期バースト活動のキセノンガスによる抑制効果

    • 著者名/発表者名
      田邊隆太朗,窪田竜也,伊東大輔,郷原一寿,内田努
    • 学会等名
      平成25年度北大細胞生物研究集会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of signal propagation in the isolated patterned cortical neuronal networks

    • 著者名/発表者名
      Margarita Anisimova, Keiko Yokoyama, Daisuke Ito, Masaaki Suzuki, Tsutomu Uchida, Kazutoshi Gohara
    • 学会等名
      平成25年度生物物理学会北海道支部例会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ネットワーク解析のための多点電極基板上への神経細胞パターン作製

    • 著者名/発表者名
      鈴木正昭、山口宗宏、池田光二、工藤卓、横山慶子、伊東大輔、永山昌史、内田努、郷原一寿
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Xe ハイドレートと凍結を併用した植物組織の長期保存

    • 著者名/発表者名
      王蕾、大下誠一、内田努、竹谷敏、川越義則、牧野義雄、米山明男
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2012年合同大会
    • 発表場所
      宇都宮大学(宇都宮)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] キセノンガスによる培養ニューラルネットワークの信号抑制

    • 著者名/発表者名
      内田努、鈴木翔太郎、平野雄大、伊東大輔、永山昌史、郷原一寿
    • 学会等名
      第7回 メカノセンシング研究会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Bio-Nanotechnology: A Revolution in Biomedical Sciences, & Human Health (Chap. 29: Basic Characterization of Nanobubbles and Its Potential Applications), Eds. by D. Bagchi, M. Bagchi, H. Moriyama, F. Shahidi2013

    • 著者名/発表者名
      S. Oshita, T. Uchida
    • 総ページ数
      820
    • 出版者
      John Wiley & Sons, Ltd.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/BioPhysics/

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2025-11-18  

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