2020 Fiscal Year Research-status Report
Implantable device for measuring cerebral blood flow, neural activities and animal behaviors
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19K16883
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
春田 牧人 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40733663)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | CMOSイメージセンサー / 脳機能イメージング / 脳血流計測 / 蛍光イメージング / 自由行動実験 / 脳血管障害 / 長期間計測 / マルチ生体シグナル計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では「脳の血流、神経活動および行動の同時計測」による脳機能解明を目指す。
今年度は、デバイスをマウス頭部に低ストレスで設置可能な慢性脳血流計測用イメージングデバイスの改良を行った。これまでの慢性脳血流計測用イメージングデバイスでは、Chronic FOP window(M. Haruta et al., Biomedical Optics Express, 2019)を埋植したマウス頭部にイメージングデバイスを設置する際に、マウスを拘束または麻酔後に接着剤によって固定する必要があった。本年度は、昨年度に開発した簡易設置デバイスの小型化とデバイスを用いた自由行動実験中の脳血流観察実験を行った。センサ部とChronic FOP window部の小型化を行うため、3DCADを用いた筐体設計と3Dプリンタを用いた筐体の試作を行った。これにより構造の最適化を行う事ができた。小型化されたデバイスは非拘束のマウスに対して安定してデバイスを固定することができ、行動実験中においても脳表の血流変化を観察することに成功した。
本研究成果は、"小動物用小型イメージングデバイスによる動物の行動と脳機能の相互関連性の解明(国内学会・招待講演)"、“慢性脳血流観察にむけたCMOSイメージングデバイスの開発(国内学会)”で発表を行った。今後は行動実験中の脳機能計測により特定行動時の脳血流変化の観察を行う予定である。また、血流と脳機能蛍光観察の同時計測を可能にするため、2色のLED光源を搭載した超小型脳機能蛍光・血流測定デバイスの開発を進めている。
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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
2020年度の達成目標としていた小型イメージングデバイスのマウス頭部への簡易設置について、デバイス筐体の小型化により安定して非拘束マウスの頭部に設置できることを確認できた。また、設置したデバイスによる脳血流測定に成功した。これにより、デバイス構造の開発は完了し、本研究課題である脳血流と蛍光脳機能観察の同時計測デバイスの開発に進むことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
デバイスの簡易設置構造の開発が完了したことにより、2021年度は脳血流と蛍光脳機能観察の同時計測デバイスの開発を行う。目標としている「脳の血流、神経活動および行動の同時計測」を実現するデバイスを用いたマウス行動実験により、血流と脳活動の相関性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響でオンライン開催の学会となり学会参加時の旅費として使用できなかった。そのため、2021年度予算として使用する予定である。使用内容としては、国内学会の旅費および参加費に加えて、実験に必要な物品の購入費として使用する。
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