2016 Fiscal Year Annual Research Report
Optical cleaning method of living animal skull for 2photon imaging
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15K13376
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小野寺 宏 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (20214207)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 透明化技術 / 脳活動リアルタイム観察 / GCAMP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は生きたマウスの頭蓋骨を透明化することにより，脳活動を広範囲にしかも長期間観察する技術の開発を目的とする．27年度において，頭蓋骨透明化試薬の開発をほぼ終了し，マウス摘出頭蓋骨を24時間以内に透明化することに成功した．28年度は，透明化試薬をマウス頭蓋骨の外側から適用し，透明化試薬を頭蓋骨に浸透させて体液と置換することにより，生きたマウスの頭蓋骨透明化を目指した．
マウス頭部は非常に小さいため，透明化液を連続的にマウス頭蓋骨に供給する方法の開発は困難であった．とくにマウス頭部に設置するデバイスの重量は３グラム以下に抑えないとマウスは頭部を保持できず衰弱してしまう．さらにデバイスからの液漏れも大きな問題であった．そこで3Dプリンタを用いてマウス頭蓋骨形状にフィットした透明化液供給タンク(1グラム)を開発し，マウス頭蓋骨に接着することにより長時間安定して透明化液を頭蓋骨表面に供給することが可能になった．透明化試薬を収めるタンクには一定速度で透明化液を供給したが，透明化液を加温することによりマウス頭部の温度低下を予防した．透明化処理24時間後，頭蓋骨の透明度があがり脳表面の血管および大脳皮質を透見できるようになった．透明化液によるマウスのあきらかな障害は認められず，透明化タンク搭載1カ月後においてもマウスは生存し局所の異常も肉眼的には認められなかった．これにより本研究で開発した生体透明化技術により，マウスに大きな侵襲を与えることなく大脳の神経活動観察が可能になると考える．
トランスジェニックマウス（GCAMP遺伝子）に上記の頭蓋骨透明化技術を適用すると，大脳皮質の神経活動ネットワークを連続的に解析することが可能であった．本研究の目的は達成できたと考えており，本技術は脳全体の神経活動解析（記憶，学習，運動，感覚，情動）に広く活用できるものと期待している．
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[Journal Article] Ultraflexible organic amplifier with biocompatible gel electrodes.2016
Author(s)
Sekitani T, Yokota T, Kuribara K, Kaltenbrunner M, Fukushima T, Inoue Y, Sekino M, Isoyama T, Abe Y, Onodera H, Someya T.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 11425
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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