2021 Fiscal Year Annual Research Report
Optical neural interface device
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18H03780
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
太田 淳 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (80304161)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 正信 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (20338312)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | CMOSイメージセンサ / 生体埋植デバイス / 光遺伝学 / 光電子デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 分散埋植デバイス高性能化：前年度実施した光双方向通信について特性改良を行い，デバイスとしての完成度を上げた．特に，AAV注入方法を検討し，ウィルス発現をしっかりと制御できるようになった．これにより光刺激の特性を上げることができた (2) 神経ネットワーク回路計測・制御：前年度に引き続き複数部位における神経活動の解析を行い，ネットワーク回路としての特性を評価した．特に，アルコール投与におけるドーパミン神経活動について，マイクロダイアリシス法と併用して，その特性評価方法を確立することができた．また疼痛実験も開始し，フォルマリン注射による疼痛誘起によるDRC（dorsal raphe nucleus) における蛍光変化計測に成功した．蛍光計測にはGCaMPマウスを用いた．またDAT-CreやセロトニンーCreなどの遺伝子改変マウスを導入し，ドーパミン特異的，セロトニン特異的な計測や制御を可能とする体制を確立した．
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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
(1) 分散埋植デバイス高性能化については，おおむね当初の予定通りの結果を得ることができた．特にウィルスインジェクション方法の検討により，ウィルス発現の制御ができるようになり，蛍光計測，光刺激特性を大幅に向上することができた． (2) 神経ネットワーク回路計測・制御については，投与sの予定通りの結果を得ることができた．特に，アルコール投与におけるドーパミン神経活動について，マイクロダイアリシス法と併用して，その特性評価方法を確立することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 分散埋植デバイス高性能化：厚さ20μm以下のフレキシブルマイクロフォトニックデバイスの完成を行う． (2) 神経ネットワーク回路計測・制御：脳内ネットワーク回路機能解明のツールとしての完成度を高め，双方向光神経インターフェイス機能の実証を行う．
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[Presentation] 光刺激にマイクロLEDアレイデバイスを用いたマウスVTA内のGABAニューロンとドーパミンニューロンの関係についての考察2022
Author(s)
Y. Ohta, T. E. Murakami, M.C. Guinto, M. Kawahara, Y. M. Akay, H. Takehara, M. Haruta, H. Tashiro, K. Sasagawa, M. Akay, J. Ohta
Organizer
NEURO2022
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