2019 Fiscal Year Annual Research 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 / Nueral interface / BMI |
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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。
光刺激法には光遺伝学的手法が実用化されており、赤外線刺激なども研究されている。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。PhotoswitchのうちBENAQの合成を試みた。中間生成物Aminoazobenzen 4の安定的な生成、および中間生成物Triethylgricineの合成に成功した。Triethylgricineのカルボキシル基をCOCl基に置換たAcid chrolide Fを合成し、Aminoazobenzen 4とアミド結合させるとアゾベンゼン第4級アンモニウム誘導体（BENAQ）の合成ができる。Acid chrolide Fの活性が非常に強く、完全な脱水・脱酸素環境下でないと結合反応が阻害されることが確認できた。
Multielectrode Arrayによる神経インパルス応答記録を用いた、培養細胞NG108-15による評価系の確立した。また。中間生成体の毒性試験を行い、BENAQ合成に必要な合成純度の確認をできた。
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