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Study on development of photoreceptors mediating photoentrainment of circadian rhythm

Research Project

Project/Area Number 22K06423
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45060:Applied anthropology-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

高雄 元晴  東海大学, 情報理工学部, 教授 (90408013)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords網膜 / 分光波長 / マウス / 視細胞 / 網膜神経節細胞 / 光反応 / 時間特性 / 電気生理学 / 視神経 / phototransduction / 網膜電図 / 心理物理学 / 樹状突起 / 細胞内記録 / 発達
Outline of Research at the Start

本課題は、乳児期から成人にかけての内因性光感受性網膜神経節細胞とその網膜内神経回路の発達過程を生理学的に明らかにすることによって、乳幼児そして子供の心身の健やかな発達に寄与する照明機器の開発に大きく貢献することを目的としている。このため、新生仔(P0)から成体期(P90)にかけてのマウス網膜から視細胞層および網膜色素上皮を保った剥離網膜標本を作成し、脳脊髄液灌流下で局所網膜電図法により内因性光感受性網膜神経節細胞に対する錐体系シナプス入力による光反応増強効果について調べる。また、網膜の薄切標本において、これらに関わる神経回路の形成過程を組織学的に明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

視細胞を欠失させたマウス網膜剥離標本から内因性光感受性網膜神経節細胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cell)の光反応の時間特性を本研究室で開発したmicroERG 法(micro electroretinogram; Takao et al.Neuroscience 2019)を用いて計測した。その結果、30分以上にわたって減衰することなく光応答を持続するだけでなく、点滅光に対し高い時間分解能を持続した。また、光の点滅に対するデューティー比(duty ratio: 光刺激のON(点灯)およびOFF(消灯)の時間的長さの比のこと)をさまざまに変化させた際に記録されたmicroERGを周波数分析にかけたところ、特定のデューティー比および光源の輝度の変化において特徴的な第2および第3高調波で特徴的な挙動が示されることがわかった。さまざまな条件のもとで記録を行なったため、詳細な解析の完了は次年度に持ち越された。しかし現在までの知見によると、単純に光刺激のOFFの時間に比してONの時間が長いことだけで光応答が強くなるという単純な関数関係となっているわけではなく、至適なデューティー比が存在することを確認している。この研究を通じ、これまで得てきた知見を含め、内因性光感受性網膜神経節細胞の詳細な心理物理学的特性について明らかにできることが期待される。また、この特性に関して、生理学的・行動学的意義について今後研究を進めていきたい。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナ渦における研究上の混乱が2023年度も一部持続しており、その対応のため思うように研究を進めることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は2023年度に十分実施できなかった研究も含め実施していく。そのために実験の効率化とデータ解析の自動化を進めていく予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] 内因性光感受性網膜神経節細胞に関する最近の研究動向について2024

    • Author(s)
      添田悠介, 高雄元晴
    • Journal Title

      東海大学紀要. 情報理工学部

      Volume: 23 Pages: 10-13

    • DOI

      10.18995/24352152.23.10

    • ISSN
      2435-2152
    • URL

      https://opac-t.time.u-tokai.ac.jp/iwjs0018opc/TC10003532

    • Year and Date
      2024-03-31
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] VISUAL FIELD BIAS OF FACIAL PARTS RECOGNITION2023

    • Author(s)
      川島 淨子、陳 麗、肖 子喩、高雄 元晴
    • Journal Title

      Japanese Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 28 Issue: 2 Pages: 35-43

    • DOI

      10.20718/jjpa.28.2_35

    • ISSN
      1342-3215, 2432-0986
    • Year and Date
      2023-05-25
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Diurnal Modulation of Pupillary Light Reflex2023

    • Author(s)
      Senba Ryuma、Maruyama Yu、Takao Motoharu
    • Journal Title

      Light & Engineering

      Volume: 31 Issue: 06-2023 Pages: 118-120

    • DOI

      10.33383/2023-054

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Right visual field is advantageous in detecting different color: an implication for appropriate arrangement of digital graphics on a display2023

    • Author(s)
      Kawashima Seiko、Takao Motoharu、Komiya Senri、Hattori Mana
    • Journal Title

      Neuroergonomics and Cognitive Engineering

      Volume: 102 Pages: 224-231

    • DOI

      10.54941/ahfe1003022

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Suspension pillow reduces stress and improves nocturnal sleep.2023

    • Author(s)
      Takao Motoharu、Sakamoto Hiromi
    • Journal Title

      Healthcare and Medical Devices

      Volume: 79 Pages: 216-223

    • DOI

      10.54941/ahfe1003490

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Manipulating Simulator for Electric-Powered Wheelchair Utilizing Virtual Reality Technology2023

    • Author(s)
      Suzuki Kota、Takao Motohaur
    • Journal Title

      Proccedings of 2023 IEEE 12th Global Conference on Consumer Electronics (GCCE)

      Volume: 12 Pages: 196-198

    • DOI

      10.1109/gcce59613.2023.10315260

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 片頭痛光過敏のサイエンス2022

    • Author(s)
      高雄元晴
    • Journal Title

      第49回日本頭痛学会総会記録集

      Volume: 3 Pages: 3-3

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マインドフルネス実践中における瞳孔径の変動に関する研究2023

    • Author(s)
      小林優恭, 久保田周弥, 杉山乃愛, 松下夏望, 桑江曜子, 高雄元晴
    • Organizer
      2023 年度 日本生理人類学会 フロンティアミーティング(秋期)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 右視野は異なる色の検出に有利: プレゼン資料、ポスターデザインへの示唆2023

    • Author(s)
      川島淨子, 小宮千里, 服部真菜, 高雄元晴
    • Organizer
      2023 年度 日本生理人類学会 フロンティアミーティング(秋期)
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Head Suspension Can Reduce Stress and Improve Nocturnal Sleep2023

    • Author(s)
      Motoharu Takao
    • Organizer
      The 16th International Congress of Physiological Anthropology
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Suspension pillow reduces stress and improves nocturnal sleep.2023

    • Author(s)
      Motoharu Takao, Hiromi Skamoto
    • Organizer
      AHFE 2023 International Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Right visual field is advantageous in detecting different color: an implication for appropriate arrangement of digital graphics on a display2023

    • Author(s)
      Seiko Kawashima, Senri Komiya, Mana Hattori, Motoharu Takao
    • Organizer
      AHFE 2023 International Conference
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 瞳孔径の変化を指標にした心的努力の評価2023

    • Author(s)
      高雄元晴, 原喬矢, 柏木智貴, 末廣俊介, 川島淨子
    • Organizer
      日本生理人類学会第84回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 内因性光感受性網膜神経節細胞の光刺激に対する時間応答特性に関する研究2022

    • Author(s)
      佐藤壱星, 小島大河, 堀田淳弘, 添田悠介, 小崎智照, 高雄 元晴
    • Organizer
      日本生理人類学会第83回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 青色LED の光点滅照射による内因性光感受性網膜神経節細胞の光応答特性に関 する研究2022

    • Author(s)
      小島大河, 佐藤壱星, 堀田淳弘, 添田悠介, 小崎智照, 高雄 元晴
    • Organizer
      日本生理人類学会第83回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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