| Project/Area Number |
20K15186
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
LIM YIHENG 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10789457)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 光干渉断層画像法 / イメージング / ゼブラフィッシュ / 脳 / 脳血流 / 生体計測 / 超高分解能 / 脳機能イメージング / 蛍光顕微鏡 / 血流 / 神経活動 |
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| Outline of Research at the Start |
機能的磁気共鳴画像法や近赤外線分光法等を用いて計測した脳血流と、電極を用いて計測した脳神経活動との間に相関があることが明らかになってきた。最先端の蛍光観察法により脳全体を対象に神経細胞レベルで膜電位やカルシウムイオンが観察可能となり脳の研究が活発に行われている。しかしながら、蛍光観察による脳活動観察の空間解像度に対して脳血流計測の空間解像度が不足しており、神経細胞レベルでのそれらの関係には不明な点が多く残されている。本研究では、ドップラー光干渉断層画像法と蛍光観察を組み合わせた新規の脳神経活動・血流イメージング法を構築し、遺伝改変ゼブラフィッシュを用いて脳神経活動と血流との関係を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、神経伝達や情報処理における脳血流の役割を明らかにするため、新規の脳神経活動・血流イメージング法を開発し、生きたままのゼブラフィッシュの脳を対象に、細胞レベルでの神経活動と微小血管血流との関係を明らかにする。2020年度の研究では、ゼブラフィッシュの脳の組織構造と微小血管の血流を鮮明に３次元画像化するために、中心波長が850 nmで波長帯域が165 nmの広帯域SLD光源を用いて、2.8 μmの分解能を有する超高分解能OCTを新規に設計した。脳深部に届く微弱光を検出するために、OCTの分光器の光センサーに広い波長帯域にわたって効率的に集光するレンズの光学系を光学設計の解析で最適化した。配分額に収まるように分光器を設計したため、設計とOCT部品の調達が研究計画より遅れて完成した。こうして超高分解能OCTの構築とゼブラフィッシュの実験が次年度にずれ込んだ。しかしながら、研究代表者が2021年6月に退職したため研究を中断した。
本研究は研究代表者が新しく所属する研究機関で続行する予定である。計画では、野生型ゼブラフィッシュを用いて脳の組織構造と血流を計測する。細胞レベルでの神経活動と血流の同時計測を実現するために、蛍光フィルターを使って、開発したOCTを既存の蛍光共焦点顕微鏡に組み込んで脳神経活動・血流イメージングを新規に構築する。そして、遺伝子改変ゼブラフィッシュを使って視覚刺激の実験を行う。脳神経活動・血流イメージングでゼブラフィッシュの脳を観測して脳血流と神経活動の関係を明らかにする。
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