| Project/Area Number |
11J04962
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biological material science
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
斎藤 淳史 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2011 – 2012
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
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| Keywords | 誘導電流刺激 / ミューメタル / マイクロ加工技術 / 培養神経回路網 / 同期バースト現象 / 磁性ナノ粒子 / アストロサイト / 3次元共培養 / 電磁界曝露装置 / 誘導電流 / P19細胞 / 神経分化 / マイクロ電極アレイ / 自発電気活動 |
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| Research Abstract |
本研究では,時間的に変動する電磁界の刺激作用を利用した神経分化および神経回路網活動の精密制御手法の開発を目的としている.本年度は,昨年度開発した計測システム一体型の電磁界曝露装置を用いて,(1)連続的な誘導電流刺激時の刺激応答評価を行った.また,刺激効果をより脳内に近い状態で観察するために,(2)磁性ナノ粒子と外部磁力を用いて3次元的な培養神経―アストロサイト回路網を作製し,その機能評価を行った.
(1)連続誘導電流刺激による培養神経回路網活動の調節に関する基礎的な検討
軟磁性材料であるミューメタルおよびマイクロ加工技術により作製した細胞培養チャンバーを用いて,培養神経回路網の局所的な領域のみに強い誘導電流を発生できる刺激システムを構築した.数値シミュレーション結果から,20mTの変動磁界をミューメタルに印加することで刺激部位で最大20A/m^2の誘導電流が局所的に生成できることが推定された.また,培養神経回路網を用いた刺激実験により低頻度刺激時の抑制効果および高頻度刺激時の増強効果を確認した.加えて,クラスター状の培養神経回路網に局所的に薬剤を添加する方法を用いて非刺激部位の培養神経回路網が刺激応答性に影響を与えることを確認した.
(2)磁性ナノ粒子とアストロサイトを用いた3次元培養神経-アストロサイト回路網の作製
磁性ナノ粒子をグリア細胞の一種であるアストロサイトの細胞内に導入し,外部磁力によって単層の培養神経回路網上にアストロサイトを生体内の比率・構造に近い状態で3次元的に配置できる手法を開発した.また,アストロサイトの集積化に伴う自発電気活動の変化および配置したアストロサイトの活動を誘起した際の神経回路網活動の変化を確認した.これらの結果より,アストロサイト集積化による神経回路網活動パターンの大域的な調節がアストロサイトの活動誘起による大域的な神経活動の抑制により生じることが明らかとなった.
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
