| 研究課題/領域番号 |
19K15598
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
阿部 博弥 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (60838217)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | バイオセンサー / 電気化学 / 神経伝達物質 / ドーパミン / 神経科学 / MEMS / 電気化学イメージング / マイクロ・ナノデバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒトの感情や行動を決定する脳は、様々な領域から構成されており神経伝達物質の授受を介して情報が伝達される。脳内に存在する複数の神経伝達物質を解析することで、複雑な脳の機能や神経変性疾患の理解・解明に貢献できる。これまで申請者は、集積回路型電気化学イメージングデバイスを開発し、直径数百μmの神経細胞凝集塊から放出される神経伝達物質をリアルタイムで計測することで、定量的評価・薬剤応答評価を達成している。本研究では、従来型デバイスにシグナル増幅機構および、選択的神経伝達物質検出機構を導入し、複雑な領域間コミュニケーションの可視化の実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
脳内の数百μmスケールでの多様な神経伝達物質の可視化・関連付けを行うことで、海馬や前頭葉などの領域間における様々な情報伝達、つまり「脳内領域間コミュニケーション」を関連づけることができる。本研究課題では、領域間コミュニケーションにおける神経伝達物質の可視化を可能とする超高感度・多項目・広範囲・リアルタイムイメージング可能な新規電気化学デバイスを開発することを目指した。本研究期間において、従来のデバイスと比較して数千倍の時間分解能を有するシグナル増幅型電気化学イメージングデバイスを開発した。また、人工脳モデルの構築に向けた３次元足場ゲルの3Dプリント方法も確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脳に関する情報伝達・記憶・感情といった機能や、パーキンソン病・アルツハイマー病といった神経変性疾患の解明は、脳科学神経科学、人間行動学など多岐にわたる分野において重要位置づけとなっている。本研究課題では、脳内(in vivo)、摘出した脳（ex vivo）もしくは人工的に作製した脳モデル（in vitro）における数百μmスケールで起こる神経伝達物質の時間・量・種類を再現よくイメージングする技術を提案した。これにより、ミクロおよびマクロスケールの神経科学をつなぐ、脳内領域間コミュニケーションの可視化に貢献するものである。
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