2016 Fiscal Year Research-status Report
磁気刺激法のメカニズム解明に向けた脳深部リアルタイム計測
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16K16396
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
齋藤 淳史 一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (30714539)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 磁気刺激 / 脳・神経 / 細胞・組織 / リアルタイム計測 / 光ファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，磁気刺激による生体応答を実験動物の脳からリアルタイムで検出できる計測システムを構築し，磁界による刺激作用のメカニズムや閾値を調べることを目標としている。
計画初年度である平成28年度は，実験動物の脳深部に低侵襲で配置できる形状を有し，かつ強磁界による影響を受けない非導電性ファイバー型蛍光計測システムの開発を進めた。加えて，次年度の動物実験に向けた研究環境の整備および実験動物の脳内にファイバープローブを配置・固定するための手術に関する予備的実験を実施した。上記の各実施項目について，以下の成果を得た。
（1）強磁界中で使用できる非導電性ファイバー型蛍光観察システムの開発
微小なレンズと極細径の光ファイバーバンドル，および非導電性の固定材料を組み合わせ，実験動物の脳深部に低侵襲で配置できる極細径・非導電性ファイバープローブを製作した。培養神経細胞を用いた実験により，製作したファイバープローブが神経細胞の形態を蛍光観察できる程度の空間分解能を有していることを確認した。さらに，同ファイバープローブを時間変動する強磁界中に適用し，電磁ノイズや発熱，振動の影響を受けずに培養神経細胞の細胞内カルシウム濃度変化をリアルタイム検出することに成功した。
（2）研究環境の整備と実験動物の頭部手術に関する予備的実験
研究代表者が所属する電力中央研究所の我孫子地区内に本研究を実施するための研究環境（実験動物の飼育環境および磁気刺激実験のための実験環境）を整備した。また，脳定位固定関連装置を導入し，実験動物の頭部手術に関する予備的実験を実施した。これにより，実験動物の脳内にファイバープローブを配置・固定するための基礎的な実験手技を習得することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究目標の達成に必須となる計測システムの構築に成功し，関連する成果を学術論文等で発表することができた。次年度の動物実験に向けた研究環境の整備ならびに予備的実験の実施も本年度中に完了できており，当初の計画通り順調に研究が進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は，実験動物の脳内に非導電性ファイバープローブを配置し，磁気刺激に対する脳深部神経活動の変化をリアルタイムで検出する実験に着手する。また本実験に関連して，覚醒状態の実験動物を磁界ばく露環境下に定位置で固定しておくための非導電性固定器具や，実験動物の生体内神経系を局所的に磁気刺激するためのコイルの開発も進める予定である。
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| Causes of Carryover |
計測システムの開発が順調に進み，ファイバープローブの製作に必要な部品・材料の経費が当初予定よりも若干少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度より動物実験が開始されるため，実験動物の飼育に必要な物品費として使用する。
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