2020 Fiscal Year Annual Research Report
Bio-ultrasound pharmacy: micro-diaphragm development and its application to the brain of awake animals
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18K19794
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
舘野 高 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (00314401)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 修一 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主幹研究員 (70359420)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 機械的振動 / 脳刺激法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は研究期間の最終年度であったため，超音波振動微小トランスデューサのデバイス試作に重点を置いて研究課題を実施した．また，昨年度に構築した，in vitro脳切片およびin vivo生体脳の超音波刺激実験系を用い，神経活動の誘発機序の解明に向けた動物実験を行った．具体的には，次の３つの小課題を実施したため，以下では各課題について述べる．
[課題１：超音波脳刺激用の微小トランスデューサのデバイス開発] 昨年度の基礎的な評価データを基に，シリコン基板上に圧電材料薄膜を有するダイアフラム構造を設計し，超音波刺激が可能なトランスデューサデバイスを試作して物理特性を評価した．特に，２種類の圧電材料を使ってトランスデューサの特性を評価した．[課題２：開発デバイスを用いた脳切片誘発刺激の応答評価] In vitro脳組織切片を対象にして，課題１で試作したデバイスを用いて，超音波領域周波数で機械的に組織表面を振動させる評価系の構築を完成させた．トランスデューサの超音波振動刺激に対して，光学的測定法を用いて神経活動を計測した．[課題３：経頭蓋用超音波トランスデューサを用いた誘発応答機序の解明] 昨年度に構築した，経頭蓋刺激用トランスデューサを利用した実験評価系を用いて，神経活動の誘発応答の生成機序を明らかにする実験を行った．特に，局所的な経頭蓋刺激による大脳皮質誘発応答の機序に焦点を絞って，有効な脳刺激法となる物理パラメータを探索した．中枢系ではなく聴覚末梢系の活動を誘発する機序が不明であったが，その応答メカニズムの一部が判明した．
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