Construction and analysis of in vitro brain tissues for elucidation of human brain functions

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19932
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: TAMADA Atsushi 関西医科大学, 医学部, 准教授 (60270576)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 六車 恵子 関西医科大学, 医学部, 教授 (30209978)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 多能性幹細胞 / 脳オルガノイド / 多次元イメージング / 画像解析

Outline of Final Research Achievements

This study aims to elucidate the functional principles of the human brain and to obtain insights into the underlying neural functions. First, we developed a technology to construct human brain tissue networks in culture by utilizing the self-organized differentiation technology of pluripotent stem cells (organoid technology). Furthermore, we developed a technology to analyze tissue structure and neuronal activity in the constructed brain tissue.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳科学の目標の１つは、知性や精神の座であるヒトの脳を科学的に理解し、知見を神経・精神疾患の克服に役立てることにあるが、ヒト脳そのものを対象とした実証的な研究は倫理的・技術的制約により実施困難であった。本課題では、現状を打破するために、培養脳組織を活用することに特徴がある。本課題で開発した人工的なヒト脳組織ネットワークを構築する技術、および、組織構造と神経活動の計測・解析・操作を行う技術は、ヒト脳の動作原理を明らかにして脳機能を理解するために貢献できるものと予想される。