2017 Fiscal Year Research-status Report
Safety evaluation of brain machine interface using optical stimulation with cultured cells
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17K01436
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
田代 洋行 九州大学, 医学研究院, 講師 (70380384)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光刺激 / Photoswitch / Brain machine interface |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代のBrain Machine Interface (BMI) には、より精細な情報のインプットのために空間分解能の向上が必要である。現在、電気刺激によるBrain Machine Interfaceが研究されているが、分解能向上には注入電荷量の制限による電極の微細化の限界、および多極化による電気配線の増加がボトルネックである。そこで、非結線で刺激が可能かつ直接神経組織に接触せず、構造によっては広範囲刺激も可能となり得る、光刺激によるBrain Machine Interfaceの開発と安全性の確認を行っている。
本研究では、光応答性のない神経細胞にPhotoswitchと呼ばれる化合物により光応答性を付与する研究に取り組んでいる。本年度はPhotoswitchのうちBENAQの合成を試みた。BENAQの前駆体であるNitroazobenzen S1およびAminoazobenzen 4の合成を行い、NMRにて合成の成功を確認できた。各合成プロセスにおける反応温度および時間、分取クロマトグラフィーの精製条件など、間接的な合成条件を得ることができた。
合成したAminoazobenzen 4の末端にAcid chloride Fを修飾するとBENAQを得らことができるが、Acid chloride Fが化学的に不安定であり、本年度はBENAQの合成までは至らなかった。次年度以降は、最終合成過程に必要な間接条件を確立し、PhotoswitchのうちBENAQおよびDeNAQの合成を行う予定である。合成したPhotoswicthを用い光刺激に対する閾値および繰り返し暴露による応答の安定性、安全性の検証に着手する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Aminoazobenzen 4末端にAcid chlorideを修飾する最終合成過程において、Acid chlorideが非常に不安定なため、BENAQ合成まで至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終合成過程であるAminoazobenzen 4末端にAcid chloride Fを修飾するプロセスの確立を早急に行い、完成されたPhotoswitchを得る。Photoswitchの合成に至らなかったため、本年度導入予定であった光刺激装置の導入は次年度に行う。
合わせて赤外線刺激による光応答についても安全性を確認する。
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| Causes of Carryover |
BENAQ合成の最終合成過程であるAminoazobenzen 4末端にAcid chloride Fを修飾するプロセスにおいて、当初予期していなかったAcid chloride Fの不安定性が問題になり、BENAQの合成まで至らなかった。次年度以降に完成されたPhotoswitchを得る予定であり、そのため本年度導入予定であった光刺激装置の導入は次年度に行う。
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