1989 Fiscal Year Annual Research Report
連続脳切片を用いた神経突起の三次元再構築のためのステ-ジ連動型描写装置の試作
Project/Area Number |
63870008
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Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
Principal Investigator |
篠田 義一 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (60010104)
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Keywords | 描写装置 / 顕微鏡 / ステ-ジ連動型 / 側筒鏡 / 神経突起 / 形態解析 / 三次元再構築 / 三次元コンピュ-ター解析描画装置 |
Research Abstract |
電気生理学的に機能を同定した単一神経細胞の全体像を、側筒鏡付顕微鏡を用いて記録トレ-スすることが、従来より行なわれているが、この解剖学的な解析に余りにも多くの時間を要することが大きな問題であった。この時間を短縮し、三次元構造の解析に最も効率的に使える機械を作製することを試みた。本研究は顕微鏡のステ-ジ上の切片の動きに連動して移動する描画装置を開発することにより、単一神経細胞の形態の三次元的再構築の解析精度と効率を飛躍的に改善し、形態解析の新しい発展を目指すものである。本試作機はこの目的を達するに十分な性能を有することが確認された。その理由は第1に、広い範囲にわたる神経突起の分布の解析に適しており、従来の方法の1/2〜1/3に時間を短縮することが可能となった。第2に、X、Y、Z軸方向の座標が解析できるようになったので、各切片ごとにX、Y軸の座標値はディジタル的にマウスで入力を行い、各点のZ軸は数値として入力すれば、コンピュ-タ-を用いて画像を描かせたり、定量的解析を行う事が可能となっている事による。神経細胞の神経突起の三次元的表示、及び、様々な角度から眺めた像を作る為のコンピュ-タ-グラフィクスのソフトウェアの作製は、今回の研究には含まれていなかったが、本試作機はこれらの目的の為にハ-ドウェアとしては必要な情報を取り出す事が十分可能となるよう設計されている。今後、コンピュ-タ-プログラムを作製することにより、EUTECシステムに匹敵する三次元コンピュ-タ-解析描画装置に発展させていくことが期待できる。従来のコンピュ-タ-システムでは、デ-タのインプットに膨大な時間が費やされたが、本方法では大幅にその時間が短縮されることになる。顕微鏡のZ軸移動部を改良し、X軸、Y軸と同様にモ-タ-でコントロ-ルできるようにして、Z軸座標の計測装置を内蔵させると、さらに効率が上がる。
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[Publications] Shinoda,Y.,S.Kakei: "Distribution of terminals of thalamocortical fibers originating from the ventrolateral nucleus of the cat thalamus" Neuroscience Letters. 96. 163-167 (1989)
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[Publications] Shinoda,Y.et al.: "Comparison of the branching pattern of lateral and media vestibulospinal tract axons in the cervical cord" Progress in Brain Research. 80. 137-147 (1990)
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[Publications] Sugiuchi,Y.,Y.Shinoda: "Organization of the motor nuclei innervating epaxial muscles in the neck and the back" Head-Neck Sensory-Motor System Berthoz,A.(Ed),IBRO Symposium. (1990)
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[Publications] Shinoda,Y.et al.: "Spatial innervation patterns of single vestibulospinal axons in neck motor nuclei" Head-Neck Sensory-Motor System Berthoz,A.(Ed),IBRO Symposium. (1990)
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[Publications] Shinoda,Y.et al.: "The morphology of single medial vestibulospinal tract axons in the upper cervical spinal cord of the cat" J.Comp.Neurol. (1990)
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[Publications] Kakei,S.,Y.Shinoda: "Parietal projection of thalamocortical fibers from the ventroanterior-ventrolateral complex of the cat thalamus" Neuroscience Letters. (1990)
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[Publications] 篠田義一: "新生理学大系8神経生理学総論 破壊と刺激" 伊藤正男,塚原仲晃, 132-150 (1989)
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[Publications] 三苫博,篠田義一: "発達障害医学の進歩1運動野の構造と機能" 熊谷公明,有馬正高, 7-18 (1989)