1996 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳類中枢神経系細胞内記録実験を能率化する電気刺激装置と記録・解析システムの試作
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07558292
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
篠田 義一 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (60010104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉原 泉 東京医科歯科大学, 医学部, 講師 (60187656)
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| Keywords | 中枢神経系 / 電気刺激装置 / 細胞内記録 / 神経生理実験 |
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| Research Abstract |
本研究は、in vi voの中枢神経系電気生理の実験において実験記録操作を高速・正確に人の手作業に代わり果たし、またデータ解析と整理を能率化させるパーソナルコンピューターをベースにした高性能システムの開発を目指す。このシステムは単に高速で多チャンネル信号波形をコンピューターに直接記録するだけでなく、刺激の部位・刺激強度・信号波形の記録の増幅度をも自動的に同時に記録するため、それらの情報をディジタル信号として出力し、コンピューターで処理できるようにする新しい電気刺激装置の開発が必要である。このシステムを用いると、実験において細胞内記録が同じ時間保持できた場合、同一細胞から今までの倍以上のデータの測定が可能となり、実験に携わる人の最低2・3人分に匹敵する作業をはるかに早く正確に一人で行うことが出来る。次の4点(1)刺激・記録条件と多チャンネル信号波形の高速自動記録、(2)実験結果の全自動印刷、(3)波形解析機能、(4)マッキントッシューコンパティブルな図表出力、において従来の電気生理学実験の能率を大幅に増大させるものである。
実験データ及び実験機器からの実験条件と記録条件をコンピューターに取り込み、データファイルを作製するための、システムの中心部分のハードウェアとソフトウェアを開発した。ハードウェアとしては刺激装置からの刺激条件(どの刺激チャンネルの刺激をどの刺激電極にどれだけの刺激の強さで与えたかということ)と、信号記録条件(増幅率、ACかD C増幅か)をそれぞれの装置からディジタル及びアナログの信号として取り出せるようにした。この増幅器内には、コンピューターでのA/D変換の前に不可欠な、ロ-パスフィルター、及び、キャリブレーション用の標準電位発生装置も組み込んだ、一方、コンピューターには、多チャンネルの高速アナログ/ディジタル(A/D)変換入力のボードに加えて、パラレル入力のボードを入れて上に述べた刺激のパラメーター・波形増幅のパラメーターの信号が、アナログの記録波形信号とともに取り込めるようにした。以上のハード部分の作成の後、これらのハード部分を制御し、信号をコンピューターメモリーに転送し、ファイルにセ-ブする、データ取り込みのプログラムをC言語とMIFESを用いて開発した。
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[Publications] Shinoda Y: "Input patterns and pathways from the six semicircular canals to motoneurons of neck muscles.II.The longissimus and semispinalis muscle groups." J.Neurophysiol.(in press). (1997)
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[Publications] Muto N: "Morphology of single axons of tectospinal neurons in the upper cervial spinal cord." J.Comp.Neurol.372. 9-26 (1996)
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[Publications] Shinoda Y: "Four convergent patterns of input from the six semicircular canals to motoneurons of defferent neck muscles in the upper cervical cord." Ann.NY Acad.Sci.781. 264-275 (1996)
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[Publications] Shinoda Y: "Morphology of single axons of tectospinal and reticulospinal neurons in the upper cervical spinal cord," Prog.Brain Res.122. 71-84 (1996)
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[Publications] Kakei S: "Projection pattern of single corticocortical fibers from the parietal cortex to the motor cortex." Neuroreport. 7. 2369-2372 (1996)
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[Publications] Sugihara I: "Morphology of axon collaterals of single climbing fibers in the deep cerebellar nuclei of the rat." Neurosci.Lett.217. 33-36 (1996)
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[Publications] Sato F: "Three-dimensional analysis of cerebellar terminals and their postsynaptic components in the ventral lateral nucleus of the cat thalamus." J.Comp.Neurol.371. 537-551 (1996)
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[Publications] Shinoda Y: "Functional significance of excitatory projections from the precerebellar nuclei to interpositus and dentate nucleus neurons for mediating motor,premotor and parietal cortical inputs." Prog.Brain Res.(in press). (1997)
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[Publications] 篠田義一: "視線制御と頭部の運動の神経機構" 神経研究の進歩. 40(3). 363-373 (1996)
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[Publications] 杉内友理子: "運動制御にかかわる脊髄神経機構,(11)体幹筋および上肢への前庭脊髄投射系" 脊椎脊髄ジャーナル. 9(4). 302-308 (1996)
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[Publications] 杉内友理子: "運動制御にかかわる脊髄神経機構,(12)半規管から頸筋への入力" 脊椎脊髄ジャーナル. 9(7). 529-537 (1996)
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[Publications] Kakei S: "Parietal Lobe Contributions to Orientation in 3D Space Edited by P.Thier and H.-O.Karnath" Springer Verlag,Heidelberg (in press), (1997)
