| Project/Area Number |
20K20245
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 光神経刺激 / 光神経活動記録 / Indocyanine green / Photoswitc / Brain Machine Interface / 安全性評価 / 光刺激 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では臨床応用を視野に、毒性がない試薬を用い、Photoswitchによる高密度刺激と、ICGを用いた時間分解能も電気記録に劣らない二次元神経応答画像記録の実現を目指す。
Photoswitchを用いた光パルス刺激に対し安定した応答をするか評価を行う。これらの応答を電気記録と対比させ、安全性が確立しているICGを用い、電気刺激と同等な時間分解能が得られる高速CMOS カメラで ms オーダーの神経応答を画像として捉えられることを検証する。また、これらの試薬を添加後の神経毒性を見る。そのため、遊離網膜ではなく、比較的均質な性質を再現しやすく、長期評価が可能な培養神経細胞を用いて評価を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Medical applications of brain-machine interface (BMI), which applies spatially dense stimulation such as artificial retinas, are being investigated. In invasive implantable devices, it is necessary to evaluate the post-treatment benefit and efficacy of the device before surgery. For this purpose, it would be helpful to noninvasively perform high-density stimulation and acquire images of neural responses with high temporal resolution. In this study, we established a clinically applicable BMI evaluation system by combining Photoswitch, which imparts photo-responsiveness to existing ion channels without genetic modification, and indocyanine green, recently reported as a non-toxic voltage-sensitive dye.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では臨床応用を視野に、毒性がない試薬を用い、Photoswitchによる高密度刺激と、Indocyanine greenを用いた時間分解能も電気記録に劣らない二次元神経応答画像記録の実現に取り組んだ。本研究で開発に取り組んだ評価系により、人工視覚システムのスクリーニング検査、治療後評価以外にも、正常眼圧緑内障の検査、脳外科手術の際の切除可能部位の特定、拡張型心筋症の変性部位の特定などにも応用可能であり、治療効果、術式の評価といった臨床（医療技術評価）領域への波及効果は大きい。また基礎的な神経科学の実験系としても利用できる。
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