1999 Fiscal Year Annual Research Report

レーザースペック現象を応用した脳皮質活動の内因性光学計測システムの試作研究

Research Project

Project/Area Number	09358016
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	神野耕太郎東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (40025630)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤勝重東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (80291342) 佐藤容子東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究所, 講師 (70251501) 酒井哲郎東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (40153845) 戸川達男東京医科歯科大学, 医用機材研究所, 教授 (40013859)
Keywords	レーザースペックル / 脳皮質活動 / 内因性光学計測 / パワースペクトル / 画像化 / CCDカメラ
Research Abstract	パワースペクトル分布の計測:レーザ光源を顕微鏡対物レンズを通して、所定のコア径をもつマルチモード・オプティカルファイバ(OF_1)に入射し、その先端部から脳皮質面を照射することによって、レーザ光は脳皮質組織内の細胞や血球により散乱され動的スペックルパターンが形成されるのが観察された。この散乱反射光をもう一つのシングルモード・オプティックファイバ(OF_1)を通してフォイダイオードで受光し、受光されたスペックル信号を電圧に変換したあと、増幅されてパワースペクトルアナライザーに入力され、高速フーリエ変換を行って、パワースペクトル分布を求めた。これらのデータをコンピューターに転送し、数値処理ならびにパワースペクトル分布を求めることができた。パワースペクトル計測の検討を行いながら、イメージング化用システムの作製を開始した。すなわち、スペックルパターンの画像化である。これには、(1)静止状態(刺激を与えない状態)でのパターン、(2)活動時のパターン、(3)その差を画像化できるようにする。これには顕微鏡と冷却CCDカメラを用いる。もうひとつのシングルモード・オプティカルファイバ(OF_3)で受けた光シグナルを、OF_3の先端部から顕微鏡対物レンズを通して拡大し、拡大実像面から冷却CCDカメラで受光したスペックルパワーの二次元イメージングがリアルタイムに得られるようにした。この方法をラットの顔面洞毛機械刺激によって体性感覚野応答の検出に適用し、単一パレル反応のイメージング化に成功した。さらに、OF_2およびOF_3を組み合わせ、両計測同時実行システムについて検討を加えたが、これは次年度の課題として残されている。

Research Products

(12 results)

All Other

All Publications (12 results)

[Publications] Arai, Y. et al.: "Optical mapping of neural network activity in the chick spinal cord at an intermediate stage of embryonic development."Journal of Neurophysiology. 81. 1889-1902 (1999)
[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical imaging of spatiotemporal patterning of neural responses in the embryonic chick superior cervical ganglion."Neuroscience. 90. 1069-1083 (1999)
[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical identification of calcium-dependent action potentials transiently expressed in the embryonic rat brainstem."Neuroscience. 90. 1293-1310 (1999)
[Publications] Sato, K. et al.: "Optical mapping reveals the functional organization of the trigeminal nuclei in the chick embryo."Neuroscience. 93. 687-702 (1999)
[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Evaluation of voltage-sensitive dyes for monitoring for long-term recording of neural activity in the hippocampus."Journal of Membrane Biology. 172. 145-157 (1999)
[Publications] Tanaka, T. et al.: "Physiological consistency in trial-to-trial variation in intrinsic-optical responses to single-whisker movement in the rat D1-barrel cortex."Neuroscience Research. (in press). (2000)
[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical approach to embryonic development of neural function in the brainstem."Progress in Neurobiology. (in press).
[Publications] 神野耕太郎他: "膜電位感受性色素をもちいた計測と解析法"日本生理学雑誌. 61. 95-134 (1999)
[Publications] 新井嘉容他: "鶏胚脊髄スライス神経回路網の光学的マッピング"脊髄電気診断学. 21. 5-8 (1999)
[Publications] 新井嘉容他: "焦点/基礎研究最前線光学的計測法による脊髄神経回路形成の解析"脊椎・脊髄ジャーナル.
[Publications] 神野耕太郎他: "脳電位活動の光学的計測"日本レーザー医学会誌. 20. 391-403 (1999)
[Publications] 佐藤勝重他: "non-RI 分子生物学実験プロトコール"羊土社. 199 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

レーザースペック現象を応用した脳皮質活動の内因性光学計測システムの試作研究

Principal Investigator

神野 耕太郎 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (40025630)

Research Products

[Publications] Arai, Y. et al.: "Optical mapping of neural network activity in the chick spinal cord at an intermediate stage of embryonic development."Journal of Neurophysiology. 81. 1889-1902 (1999)

[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical imaging of spatiotemporal patterning of neural responses in the embryonic chick superior cervical ganglion."Neuroscience. 90. 1069-1083 (1999)

[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical identification of calcium-dependent action potentials transiently expressed in the embryonic rat brainstem."Neuroscience. 90. 1293-1310 (1999)

[Publications] Sato, K. et al.: "Optical mapping reveals the functional organization of the trigeminal nuclei in the chick embryo."Neuroscience. 93. 687-702 (1999)

[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Evaluation of voltage-sensitive dyes for monitoring for long-term recording of neural activity in the hippocampus."Journal of Membrane Biology. 172. 145-157 (1999)

[Publications] Tanaka, T. et al.: "Physiological consistency in trial-to-trial variation in intrinsic-optical responses to single-whisker movement in the rat D1-barrel cortex."Neuroscience Research. (in press). (2000)

[Publications] Momose-Sato, Y. et al.: "Optical approach to embryonic development of neural function in the brainstem."Progress in Neurobiology. (in press).

[Publications] 神野耕太郎 他: "膜電位感受性色素をもちいた計測と解析法"日本生理学雑誌. 61. 95-134 (1999)

[Publications] 新井嘉容 他: "鶏胚脊髄スライス神経回路網の光学的マッピング"脊髄電気診断学. 21. 5-8 (1999)

[Publications] 新井嘉容 他: "焦点/基礎研究最前線 光学的計測法による脊髄神経回路形成の解析"脊椎・脊髄ジャーナル.

[Publications] 神野耕太郎 他: "脳電位活動の光学的計測"日本レーザー医学会誌. 20. 391-403 (1999)

[Publications] 佐藤勝重 他: "non-RI 分子生物学実験プロトコール"羊土社. 199 (1999)

神野耕太郎東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (40025630)

[Publications] 神野耕太郎他: "膜電位感受性色素をもちいた計測と解析法"日本生理学雑誌. 61. 95-134 (1999)

[Publications] 新井嘉容他: "鶏胚脊髄スライス神経回路網の光学的マッピング"脊髄電気診断学. 21. 5-8 (1999)

[Publications] 新井嘉容他: "焦点/基礎研究最前線光学的計測法による脊髄神経回路形成の解析"脊椎・脊髄ジャーナル.

[Publications] 神野耕太郎他: "脳電位活動の光学的計測"日本レーザー医学会誌. 20. 391-403 (1999)

[Publications] 佐藤勝重他: "non-RI 分子生物学実験プロトコール"羊土社. 199 (1999)