| Project Area | Multicellular neurobiocomputing |
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| Project/Area Number |
21H05166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (IV)
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神谷 温之 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10194979)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥30,940,000 (Direct Cost: ¥23,800,000、Indirect Cost: ¥7,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | 多細胞バイオ計算 / 損傷耐性 / 自己組織性 / カルシウムイメージング / 脳梗塞 / in vivoカルシウムイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
脳をバイオコンピューティングシステムとして扱った場合の特徴は，その損傷耐性と自己組織性にある．本計画班では，モデル動物(げっ歯類)を対象とし，大脳皮質・運動野損傷モデルの実験系を用いる．具体的には，損傷前後と運動機能回復過程における運動課題実行時，大脳皮質での多細胞の神経活動変化を，in vivo カルシウムイメージングを用いて計測する．シナプスレベルでの計測では，A03松井班の協力も得る．A01香取班との連携で汎用的な再帰的ニューラルネットワークモデルとして記述するための各種パラメータを推定し，A02山本班らが作製した人工神経回路の自発活動や刺激応答と定量比較する．
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed systems of in vivo calcium imaging using the multi-point laser scanning confocal microscopy, which enables wide-field imaging, and the two-photon excitation laser scanning microscopy, which allows deep-depth imaging. Next, we established a system to damage the primary motor cortex using rose bengal. Furthermore, we confirmed the anatomical and functional connections between the transplanted neuronal spheroid and cerebral neocortex. A bio-inspired mathematical model of axonal conduction has also been constructed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
脳をバイオコンピューティングシステムとして扱った場合の特徴は、その損傷耐性と自己組織性にある。本研究で構築した実験系を用いることによって大脳皮質損傷後の自己修復、さらには損傷部位への神経細胞塊移植による自己組織的機能補填の脳内基盤が解明され、ロバスト性の高いコンピューティングシステム設計への貢献が期待される。
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