2023 Fiscal Year Final Research Report
Study on the mechanism of neuron cell activity induction and motion induction by ultrasound stimulation
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20K20642
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
Takagi Shu 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30272371)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 和彦 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 モデル動物開発研究部, 部長 (00226630)
神保 泰彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20372401)
榛葉 健太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80792655)
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Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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Keywords | ニューロモジュレーション / 神経細胞 / 超音波 / カルシウムイオン / マウス / 発火 / 運動誘発 |
Outline of Final Research Achievements |
In the present study, we obtained information on calcium release from neuronal cell populations cultured on a substrate by ultrasound irradiation. In particular, we observed ultrasound response characteristics in a group of neurons with different number densities and confirmed that the ultrasound response is a response involving synaptic transmission. Furthermore, under conditions in which excitatory synaptic transmission was inhibited, activity was induced in only some neurons, indicating that synaptic transmission is not required for ultrasound response. Furthermore, by using microbubbles, the force acting on neuron cells is localized to cell scales. This gives the calcium ion releasing with lower amplitude of irradiated pressure.
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Free Research Field |
生体力学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で得られる知見は,脳神経系への超音波照射により運動を誘発する超音波ニューロモジュレーションへと繋がる知見を与える.超音波ニューロモジュレーションは,従来の電場・磁場を用いる手法に比べ,脳深部への局所的刺激を非侵襲で行える可能性を有するものであり,リハビリテーションへの利用など臨床応用への期待される.
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