2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of evaluation method for micromagnetic stimulation based on deep brain imaging
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19K20689
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
齋藤 淳史 一般財団法人電力中央研究所, 環境科学研究所, 主任研究員 (30714539)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マイクロ磁気刺激 / 脳・神経 / 細胞・組織 / 8の字コイル / リアルタイムイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、脳深部領域を局所的に刺激可能なマイクロ磁気刺激法の確立に向け、局所刺激性能の向上を目指した8の字型のマイクロコイルを製作するとともに、マイクロ磁気刺激による刺激空間分布を定量的に評価するための計測手法を開発することを目的としている。計画初年度となる2019年度は、（1）磁気刺激用のマイクロコイルを製作するためのプラットフォームを構築し、（2）8の字型のマイクロコイルのプロトタイプを製作した。
（1）マイクロコイル製作用プラットフォームの構築
近年、サブミリメートルオーダーの空間分解能での磁気刺激を実現するために、外径が1 mm以下のマイクロコイルを用いた磁気刺激用コイルの製作が行われている。しかし、8の字型のマイクロコイルを製作するには、2つのマイクロコイルの結合や同コイルへの精密な配線が必要となる。そこで本研究では、マイクロマニピュレータとUV照射装置を用いてマイクロコイル製作のための新しいプラットフォーム構築した。これにより、磁気刺激領域がサブミリメートルオーダーとなるように設計された8の字型マイクロコイルを安定的に製作するための実験環境を整備することができた。
（2）8の字型マイクロコイルのプロトタイプの製作と性能評価
上記で製作したプラットフォームを用いて、8の字型マイクロコイルのプロトタイプを製作した。本研究では、サイズが1×0.5 mmのチップインダクタ2個を結合し、外径が1×1 mmの8の字型マイクロコイルを製作した。また、磁界測定プローブを用いて通電時に8の字型マイクロコイル近傍に発生する磁界強度を評価した結果、コイル交点部近傍において磁束密度のピークを確認することができた。以上の結果より、製作した8の字型マイクロコイルを用いることで1 mm以下の微小空間領域に局所的な磁界分布を生成できることがわかった。
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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
当初の計画通りに本研究の遂行に必要となる実験プラットフォームの構築と製作したマイクロコイルの基礎的な性能評価を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、製作した8の字型マイクロコイルの性能評価を継続し、発生できる磁界強度の上限値や周波数依存特性を明らかにする。また、単発／連続通電に伴うマイクロコイルの発熱特性を評価し、生体組織に対して熱的影響が生じない条件を決定する。加えて、培養神経回路網等を用いた磁気刺激実験を行い、8の字型マイクロコイルを用いた神経刺激応答の評価を行う。
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