2019 Fiscal Year Annual Research Report
マルチモーダル内視鏡による大脳基底核の細胞活動と電気的振動現象との関係解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
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| Project/Area Number |
18H04931
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小山内 実 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (90286419)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 脳内内視鏡 / マルチモーダル / カルシウムイメージング / 多点電極 / 光学計測 / 電気計測 / 脳 / 神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳・神経系は神経細胞、局所神経回路、大規模神経回路のように階層構造を成しているため、それぞれの階層のデータを集約し統合的に解析を行うことで初めてその機能発現メカニズムを知ることができる。そのために我々は、マルチスケールイメージングを展開しているが、メゾスコピックな視点でマクロな情報とミクロな情報をつなぎ、統合的に解析する必要がある。そこで本研究では、in vivo 多細胞イメージングと同時に細胞外電位を計測することが可能なマルチモーダル内視鏡システムを開発し、大脳基底核の機能解明を目指し、以下の研究を行った。
1. in vivo イメージング
in vivo 顕微鏡を用いて、自由行動下の動物の海馬において、多細胞神経活動イメージングに成功し、記憶メカニズムについての研究を行った。また、極微細蛍光内視鏡イメージングシステムの開発、及び内視鏡を頭蓋に固定する固定具の開発を行い、自由行動下の動物でのイメージングを行った。細胞種特異的に蛍光タンパク質を発現したマウス・ラットの脳にこのイメージングシステムの内視鏡を刺入し、単一細胞を識別できる空間分解能でカルシウムイメージングを行うことに成功した。また、複数本の内視鏡を複数領域に刺入し、複数領域同時神経活動イメージングに成功した。
2. 多点電極開発
昨年度に続き、神経活動イメージングと電気生理学的計測を同時に行うことができる、マルチモーダル内視鏡の電極部分のプロトタイプの開発を行った。このプロトタイプは中に極微細蛍光内視鏡を挿入できるジルコニア製のチューブの外側に、非球面フォトファブリケーションプロセスを利用して複数の計測電極を構築したものである。このプロトタイプの電気的特性の評価を行い神経活動計測に供することができる電極が作成できたことを確認した。この電極を用いて、ラット大脳皮質から局所電場電位様の信号の多点計測に成功した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Orchestrated ensemble activities constitute a hippocampal memory engram.2019
Author(s)
Ghandour K, Ohkawa N, Chung C, Fung A, Asai H, Saitoh Y, Takekawa T, Okubo-Suzuki R, Soya S, Nishizono H, Matsuo M, Osanai M, Sato M, Ohkura M, Nakai J, Hayashi Y, Sakurai T, Kitamura T, Fukai T, Inokuchi K
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 10
Pages: 2637
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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