| 研究課題/領域番号 |
13559003
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
広領域
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
臼井 支朗 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (40023337)
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| 研究分担者 |
石田 誠 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30126924)
石原 彰人 豊橋技術科学大学, 未来技術流動研究センター, 研究機関研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 網膜 / マルチ電極 / 神経細胞 / 数理モデル / 微小電位計測 / シナプス / 双極細胞 / 神経節細胞 / 集積型微小電極アレイ / 網膜神経節細胞 / 網膜双極細胞 / シナプス終末 |
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| 研究概要 |
本研究は、網膜の時空間処理に関係する神経回路メカニズムについて、マルチ微小電極による電気生理実験と数理モデルを用いた計算機シミュレーションにより解明を目指したものである。
網膜の出力細胞である神経節細胞からの光応答微小電位を計測するため、適切な電気的特性や形状をもつ集積型極微小マルチ電極を設計・試作した。このマルチ電極は、si(111)集積回路上に導電性siプローブ電極を成長させる全く新しい発想のデバイス技術であるVLS結晶成長法を用いて開発された。試作した電極は、直径数ミクロンのsiプローブを数十ミクロン間隔で実装可能であり、それぞれの試作プローブが微小電位を計測するに十分な電気的特性を有することが示された。また、この試作電極を用いた網膜電気生理実験システムを従来のマルチ電極計測システムをベースに確立した。
数理モデルによるアプローチでは、マルチ電極を用いて計測された光応答を解析するため、神経節細胞とその入力細胞である双極細胞間のシナプス伝達機構について数理モデル化を行った。構築したモデルは、電位変化から伝達物質放出に至る細胞内情報伝達機構について生理学的知見を基に記述され、電流-電圧特性やパルス幅-膜容量特性など双極細胞の電気生理学的特性を十分に再現した。本モデルと既に提案されている各細胞モデルを統合することによって、視細胞-双極細胞-神経節細胞という網膜内の光情報の直接経路のネットワークモデルを構成することが可能になった。
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