Optimization of the optical coherence tomography for the nanometer scale

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20164
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Takeru OTA 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30790571)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 内耳蝸牛 / 感覚上皮帯 / 有毛細胞 / 光コヒーレンストモグラフィー / 微小振動

Outline of Final Research Achievements

The cochlear of the inner ear receives the sounds and converts the mechanical energy into the electrical signals which the brain can process. The sensory epithelium, a sheet-type tissue composed of hair-cell, supporting cell, and extracellular matrix layers, inside the organ vibrates at nanometer scale responding to the mechanical input from the middle ear. Here we optimized the technique for optically imaging the tissue and measuring the tiny motion in in vivo mice cochleae. With the optical coherence tomography, we achieved the live imaging of sensory epithelium in the high frequency region of the cochlea. As described in gerbil cochleae, the section area of the tunnel structure inside the tissue changed after the mouse died. The results suggests that the modeling the motion of the epithelium should be stood on the shape of the live image when we consider the cochlear sound processing.

Free Research Field

生体医工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在、国民の10人に１人以上が難聴であると言われている。超高齢化社会の到来やスマートフォンの普及により、今後患者の数はますます増加するものと予測される。難聴の多くは聴覚の末梢器官である内耳蝸牛の機能不全によるものと報告されているが、現在も確実な治療戦略がないことが社会的問題となっている。そこで本研究では内耳の仕組みをメカニカルな視点で明らかにしつつ、汎用性の高い実験動物であるマウスにおける計測手法の最適化によってアプローチした。本研究の実施により生理学的な基礎背景を整理するのみならず、難聴治療への基礎研究の歩みを進めることができたと考える。