2012 Fiscal Year Annual Research Report
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21246040
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋本 浩一 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80228410)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | ビジュアルサーボ / トラッキング顕微鏡 / オプトジェネティクス / 線虫 / ゼブラフィッシュ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，制御工学、ロボティクス、情報科学の理論と手法を集約し、生物の運動を、多様な観察手法により高い時間分解能と高い空間分解能で計測する顕微鏡システムの構築である。顕微鏡ステージのリアルタイム画像フィードバック制御により、生物の運動をキャンセルし、高倍率で局所的な観測を実現する。これは、広い観察フィールドにおいて運動を記録し、高い空間分解能で細胞レベルの神経活動を計測する唯一の手法である。本研究課題全体を通し、ロバストな追跡手法の開発、各種刺激方法を両立するシステムの開発、多様な生物に対応可能なシステムの開発、精度の高い定量的な蛍光観察と高い時間分解能の両立などが課題であった。
研究開始時にターゲットとしていた線虫の追跡は、高精度に実現することができ、本年度はGFPベースの蛍光タンパク質とRFPベースの蛍光タンパク質の同時計測を目指した。さらにオプトジェネティクス装置の導入と共焦点顕微鏡ユニットの導入により、神経回路を構成する要素を個別に刺激することを目指した（生体全体を光刺激するのではなく、神経細胞を個別に同時に／時間差で光刺激する）。また、Z軸スキャンを実現し、運動する神経細胞の3次元計測を目指した。
一方で、脊椎動物の神経系のモデル生物として広く解析されているゼブラフィッシュについても、運動する個体への局所光刺激と神経活動の同時観測は先端的課題であり、本研究のターゲットとして開発を行った。
以上の目標は、全体的には高い完成度で実現することができた。とくに、ピンポイント光刺激装置の開発はいくつかの国際会議で発表し、高く評価されている。また、本研究の開始後に採択された「新学術領域研究」で共同研究を開始したいくつかの研究グループに本装置を導入し、着実に成果をあげつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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