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光ファイバセンシングを用いた中枢神経系深部電気活動の光学的測定システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 05558101
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 神経・筋肉生理学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

佐藤 容子 (1995)  東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (70251501)

酒井 哲郎 (1993-1994)  東京医科歯科大学, 医学部, 講師 (40153845)

研究分担者 佐藤 容子  東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (70251501)
廣田 秋彦  東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (50156717)
研究期間 (年度) 1993 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
14,800千円 (直接経費: 14,800千円)
1995年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1994年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1993年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード光ファイバセンシング / 光学的測定 / 深部中枢神経系 / 中枢神経系 / 電気活動
研究概要

本研究では、光学的測定法による中枢神経系の機能解析に新しい局面を開くことをめざして、光ファイバーセンシングの技術を取り入れ、新しい光学的測定システムの開発を行った。今回開発した光ファイバー測定システムは、照明装置、光ファイバー、蛍光測光装置、記録系の4つの部分から構成されている。照明装置は光源にタングステン・ハロゲンランプを用いた市販の光ファイバー照明装置を改造し、励起光としての準単色光を得る目的で干渉フィルター、干渉フィルターを熱から保護する目的でヒートカットフィルターを設置した。光ファイバーは、本装置用に特注で作製したもので、照明装置に接続する照明端、蛍光測定装置に接続する受光端、標本に挿入する測定端の3本をY字型にまとめたものである。今回は測定端を出来るだけ細く作ったもの(外径2.3mm)と、測定端の中央部分に、染色、薬物注入、刺激電極の設置等に用いる為の作業孔(内径0.7×1.2mm)を設けたもの(外径4.0mm)の2種類のファイバーを作製し、測定目的に応じて両者を使い分けた。蛍光測光装置は受光端の先に取り付け、ファイバーの受光端に接して励起光の散乱成分を取り除く目的でロングパスフィルターを設置した。今回は色ガラスフィルターを用い、使用する膜電位感受性色素に応じて、励起用の干渉フィルターとともに容易に交換できる仕組みとした。受光素子には予想される蛍光強度で最もよいとされるフォトダイオードを用いた。
試作した測定装置の性能を評価するために、まず摘出迷走神経幹標本を用いて測定を行い、装置の感度、ノイズレベル、シグナルのS/N比について検討を行った。これらの結果から、この測定システムは、感度、S/N比とも、活動電位の測定にはもちろんのこと、加算平均を行うことができない標本での測定や、複数の成分が含まれたシグナルの波形解析にも十分耐えられるだけの性能を備えていることが確かめられた。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] Komuro, H.: "Optical monitoring of early appearance of spontaneous membrane potential changes in the embryonic chick medulla oblongata using a voltage-sensitive dye." Neuroscience. 52. 55-62 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K.: "Optical assessment of spatial patterning of strength-duration relationship for vagal responses in the early embryonic chick brainstem." Japanese Journal of Physiology. 43. 521-539 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kamino, K.: "Optical indications of early appearance of postsynaptic potentials in the embryonic chick brain stem." Japanese Journal of Physiology. 43. S43-S51 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "Optical monitoring of glutaminergic excitatory postsynaptic potentials from the early developing embryonic chick brain stem slice." Annals of the New York Academy of Sciences. 707. 454-457 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chandler, W. K.: "Measurement of calcium release from sarcoplasmic reticulum into the myoplasm of frog muscle fibers." Japanese Journal of Physiology. 43. S77-S81 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "Optical mapping of early embryonic expressions of Mg^<2+>-/ APV-sensitive components of vagal glutaminergic EPSPs in the chick brainstem." The Journal of Neuroscience. 14. 7572-7584 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y.: "Responses to glossopharyngeal stimulus in the early enbryonic chick brainstem: spatiotemporal patterns in three dimensions from repeated multiple-site optical recording of electrical activity." The Journal of Neuroscience. 15. 2123-2140 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "A novel γ-aminobutyric acid response in the enbryonic brainstem as revealed by voltage-sensitive dye recording." Neuroscience Letters. 191. 193-196 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "Evaluation of optimal voltage-sensitive dyes for optical monitoring of embryonic neural activity." The Journal of Membrane Biology. 144. 167-176 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirota, A.: "A new simultaneous 1020-site optical recording system for monitoring neural activity using voltage-sensitive dyes." Journal of Neuroscience Methods. 56. 187-194 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K.: "Optical studies of the biphasic modulatory effects of glycine on EPSPs in the chick brainstem and their embryogenesis." Neuroscience. (in press). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤容子: "ニューロン電位活動の光学的測定法による鶏胚脳幹における機能形成の初期過程に関する研究" お茶ノ水医学雑誌. 41. 1-53 (1993)

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  • [文献書誌] 神野耕太郎: "初期胚脳幹における神経活動の光学的イメージング" ブレインサイエンス. 6. 19-27 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 酒井哲郎: "膜学実験シリーズ第1巻 生体膜編" 共立出版、東京, 424 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kamino, K.: "Progress in Biomedical Optics: Proceedings of Clinical Applications of Modern Imaging Technology II." SPIE,Bellingham W. A., USA, 494 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐藤容子: "膜学実験シリーズ第1巻 生体膜編" 共立出版、東京, 424 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "GABA: Receptors, Transporters and Metabolism: Advances in Pharmacological Sciences." Birkhauser, Basel, Switzerland(in press), (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Komuro, H: "Optical monitoring of early appearance of spontaneous membrane potential changes in the embryonic chick medulla oblongata using a voltage-sensitive dye." Neuroscience. 52. 55-62 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K: "Optical assessment of spatial patterning of strength-duration relationship for vagal responses in the early embryonic chick brainstem." Japanese Journal of Physiology. 53. 521-539 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kamino, K: "Optical indications of early appearance of postsynaptic potentials in the embryonic chick brain stem." Japanese Journal of Physiology. 43. S43-S51 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y: "Optical monitoring of glutaminergic excitatory postsynaptic potentials from the early developing embryonic chick brain stem slice." Annals of the New York Academy of Sciences. 707. 454-457 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Chandler, W.K: "Measurement of calcium release from sarcoplasmic reticulum into the myoplasm of frog muscle fibers." Japanese Journal of Physiology. 43. S77-S81 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y: "Optical mapping of early embryonic expressions of Mg^<2+>-/APV-sensitive components of vagal glutaminergic EPSPs in the chick brainstem." The Journal of Neuroscience. 14. 7572-7584 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kamino, K: "Optical mapping of spontaneous electrical activity and functional organization of pacemaking area in the early embryonic chick heart." In "Progress in Biomedical Optics : Proceedings of Clinical Applications of Modern Imaging Technology II.", eds.L.J.Cerullo et al., SPIE,Bellingham W.A., USA. 375-386 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K: "Responses to glossopharyngeal stimulus in the early enbryonic chick brainstem : spatiotemporal patterns in three dimensions from repeated multiple-site optical recording of electrical activity." The Journal of Neuroscience. 15. 2123-2140 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y: "A novel gamma-aminobutyric acid response in the embryonic brainstem as revealed by voltage-sensitive dye recording." Neuroscience Letters. 191. 193-196 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y: "Evaluation of optimal voltage-sensitive dyes for optical monitoring of embryonic neural activity." The Journal of Membrane Biology20GD10 : 144. 167-176 (1995)

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    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirota, A: "A new simultaneous 1020-site optical recording system for monitoring neural activity using voltage-sensitive dyes." Journal of Neuroscience Methods20GD11 : 56. 187-194 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, K: "Optical studies of the biphasic modulatory effects of glycine on EPSPs in the chich brainstem and their embryogenesis." Neuroscience. (in press). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato, Y: "A novel GABA response in the embryonic chick NTS as revealed by optical recording." In "GABA : Receptors, Transporters and Metabolism : Advances in Pharmacological Sciences", eds.C.Tanaka and N.G.Bowery, Birkhauser, Basel. (in press). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "Optical mapping of early embryonic expressions of Mg^<2+>-/APV-sensitive components of vagal glutaminergic EPSPs in the chick brainstem." Journal of Neuroscience. 14. 7572-7584 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hirota,A.: "A new simultaneous 1020-site optical recording system for monitoring neural activity using voltage-sensitive dyes." Journal of Neuroscience Methods. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,K.: "Responses to glossopharyngeal stimulus in the early embryonic chick brainstem:spatiotemporal pattems in three dimensions from repeated multiple-site optical recording of electrical activity." Journal of Neuroscience. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "Evaluation of optimal voltage-sensitive dyes for optical monitoring of embryonic neural activity." Journal of Membrane Biology. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kamino.K.: "Progress in Biomedical Optics:Proceedings of Clinical Applications of Modern Imaging Technology II." SPIE,Bellingham WA,USA, 494 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,K.: "Optical monitoring of early appearance of spontaneous membrane potential changes in the embryonic chick medulla oblongata using a voltage-sensitive dye." Neuroscience. 52. 55-62 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,K.: "Optical assessment of spatial patterning of strength-duration relationship for vagal responses in the early embryonic chick brainstem." Japanese Journal of Physiology. 43. 521-539 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Kamino,K.: "Optical indications of early appearance of postsynaptic potentials in the embryonic brain stem." Japanese Journal of Physiology. 43 Suppl.1. S43-S51 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "Optical monitoreing of glutaminergic excitatory postsynaptic potentials from the early developing embryonic chick brain stem." Annals of the New York Academy of Sciences. 707. 454-457 (1993)

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      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 酒井哲郎: "膜学実験シリーズ第1巻 生体膜編." 共立出版, 424 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤容子: "膜学実験シリーズ第1巻 生体膜編." 共立出版, 424 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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