| 研究課題/領域番号 |
21K18596
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分13:物性物理学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
柳澤 実穂 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (50555802)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
|
|---|
| キーワード | 高分子液晶 / 配向 / 神経 / 偏光 / 相転移 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
意識の源である神経細胞の物理的解明は、生命科学から情報まで多大な波及効果を持つ。近年、神経細胞を高分子液晶と示唆する報告が相次いでいる。神経細胞の中央にあるニューロンフィラメントは配向した棒状高分子の束であり、それを覆う多層の脂質膜構造は強誘電性の高分子液晶と類似する。神経伝達する波を膜伝搬するソリトン波とするニューロン表面波仮説も、神経細胞全体が液晶であれば説明がつく。このような数多くの示唆に対し、神経細胞を高分子液晶と示す実証研究はない。そこで本研究では、神経細胞へ電場印可し、光学特性や電気特性の解析から高分子液晶であるかを問う。
|
| 研究成果の概要 |
神経細胞の中央にあるニューロフィラメントは、配向した棒状高分子の束であり、それを覆う細胞の膜も高分子液晶と類似しています。これまでに神経伝達する波を、細胞を伝搬する機械的波とみなす説が提唱されてきましたが実証されていません。我々はこの波が高分子の配向波であると考え、偏光顕微鏡下での光学異方性と電場印加によるその時空間変化を解析することで、神経細胞が高分子液晶であるかを調べました。神経細胞全体がもつ高分子液晶的な光学異方性は確認できたものの、電場印可に伴う細胞の変形により、光学特性の時空間変化を捉えることはできませんでした。今後はこの変形を抑えることで、本検証を完了したいと考えています。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
神経伝達は通常、電気的パルスが担うとされています。これに対して、細胞を伝搬する機械的波が神経伝達を担うとするニューロン表面波仮説が提案されてきましたが実証されていません。本研究により、本仮説の鍵となる神経細胞全体の高分子液晶性を示す光学異方性が確認されました。電場印可によるこの光学異方性の時空間変化は捉えられませんでしたが、配向波伝播の可能性は残されています。本研究成果は、神経細胞の物理的理解や、麻酔などの医薬品開発に対し、有用な知見となると考えられます。
|
