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小型脳活動・血流計測CMOSイメージングデバイスによる脳血管障害回復過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K16652
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 脳計測科学
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

春田 牧人  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40733663)

研究協力者 倉内 祐樹  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードCMOSイメージセンサ / 脳機能イメージング / 脳血流計測 / 生体埋植デバイス / 自由行動実験 / 脳血管障害 / 長期計測 / 蛍光計測 / CMOSイメージセンサー / 脳虚血 / CMOSイメージングデバイス / 脳血流 / 脳機能 / LED / 多機能イメージング / 生体埋め込みデバイス / 電子デバイス・機器 / 脳・神経 / 脳神経疾患 / 神経科学
研究成果の概要

脳機能低下時や脳機能回復過程における血流変化が及ぼす影響を解明するために、自由行動実験で使用可能な超小型脳機能測定デバイスの開発を行った。脳機能低下や脳機能回復過程の血流変化を観察するためには、長期的かつ安定して脳表の血流を観察できるデバイスが必要である。本研究では、Fiber optic plateを用いた”Chronic FOP window”を開発し、1ヶ月以上の長期脳表計測を可能にした。
本研究成果より、脳血流と脳活動、および行動の関連メカニズムの解明が期待できる。今後メカニズムの解明が進めば、脳血管障害治療に大きく貢献できると考える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳機能低下時や脳機能回復過程における血流変化が及ぼす影響を解明するために、自由行動実験で使用可能な超小型脳機能測定デバイスの開発を行った。特に、脳機能回復過程を詳細に調べるためには、1週間以上の長期に渡って安定して脳表観察を実現する必要がある。そのため、長期間の脳表脳機能測定を目的とし、新手法を用いた超小型脳機能測定デバイスの開発を行った。本手法では1ヵ月以上の長期観測を実現した。これにより、脳障害前後および回復過程における脳表観測を実現できるため、脳機能回復メカニズムの解明が期待できる。また、脳機能回復を目指した治療法開発や新薬開発において本手法を用いることで開発を推進することが可能になる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Chronic brain blood-flow imaging device for a behavioral experiment using mice2019

    • 著者名/発表者名
      Haruta Makito、Kurauchi Yuki、Ohsawa Masahiro、Inami Chihiro、Tanaka Risako、Sugie Kenji、Kimura Ayaka、Ohta Yasumi、Noda Toshihiko、Sasagawa Kiyotaka、Tokuda Takashi、Katsuki Hiroshi、Ohta Jun
    • 雑誌名

      Biomedical Optics Express

      巻: 10 号: 4 ページ: 1557

    • DOI

      10.1364/boe.10.001557

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/6bfe86ab-f8dd-4854-acf8-b9a8a913c6b3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Propranolol prevents cerebral blood flow changes and pain-related behaviors in migraine model mice2019

    • 著者名/発表者名
      Kurauchi Yuki、Haruta Makito、Tanaka Risako、Sasagawa Kiyotaka、Ohta Jun、Hisatsune Akinori、Seki Takahiro、Katsuki Hiroshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 508 号: 2 ページ: 445-450

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.11.173

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Implantable optogenetic device with CMOS IC technology for simultaneous optical measurement and stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Makito Haruta,Naoya Kamiyama,Shun Nakajima,Mayumi Motoyama,Mamiko Kawahara Yasumi Ohta,Atsushi Yamasaki,Hiroaki Takehara,Toshihiko Noda,Kiyotaka Sasagawa,Yasuyuki Ishikawa,Takashi Tokuda,Hitoshi Hashimoto,Jun Ohta
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 5 ページ: 057001-057001

    • DOI

      10.7567/jjap.56.057001

    • NAID

      210000147741

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A chronic blood-flow imaging device for a small animal's brain in a behavior experiment2018

    • 著者名/発表者名
      Makito Haruta, Yuki Kurauchi, Ayaka Kimura, Yasumi Ohta, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Hiroshi Katsuki, Jun Ohta
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型動物用超小型イメージングデバイスによる脳疾患モデルマウスの脳血流・脳機能同時計測2018

    • 著者名/発表者名
      春田牧人
    • 学会等名
      日本薬学会大138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞観察用小型蛍光イメージングシステムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      春田牧人
    • 学会等名
      NAIST異分野融合ワークショップ「刺激を与えて細胞を制御する」
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学(奈良県生駒市)
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A miniaturized imaging device for detecting biological signals in a brain2017

    • 著者名/発表者名
      Makino Haruta
    • 学会等名
      2017 NAIST / NCTU Joint Workshop on Retinal Implant Technologies and Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A portable cell fluorescence and bright imaging system2017

    • 著者名/発表者名
      Makito Haruta, Kenta Nakamoto, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
    • 学会等名
      Neuroscience2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An implantable imaging device for observing the recovery process from cerebrovascular disease in small animal brains2016

    • 著者名/発表者名
      Makito Haruta, Yoshinori Sunaga, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, and Jun Ohta
    • 学会等名
      2016 GLOBAL RESEARCH EFFORTS ON ENERGY AND NANOMATERIALS
    • 発表場所
      Taipei(Taiwan)
    • 年月日
      2016-12-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A portable cell imaging system with dual imaging functionality2016

    • 著者名/発表者名
      Makito Haruta, Anek Wuthayavanich, Kazutaka Osawa, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, and Jun Ohta
    • 学会等名
      International Conference on BioSensors, BioElectronics, BioMedical Devices, BioMEMS/NEMS & Applicatio
    • 発表場所
      Gold Coast(Australia)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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