動く神経細胞の蛍光観察におけるROI設定

• 研究課題/領域番号: 23650080
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 橋本 浩一 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80228410)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: コンピュータビジョン / ビジュアルサーボ / 変形推定 / 蛍光観察 / 蛍光画像処理 / フォーカストラッキング / ＲＯＩ自動設定

研究概要

本研究の目的は、動く線虫の神経活動を定量的に評価するために蛍光画像の動画から蛍光発光強度を調べる領域(ROI:Region Of Interest)を自動設定する手法の開発である。顕微鏡ステージのリアルタイム制御により観察対象の運動を追跡する顕微鏡装置を用いて、多様な刺激に対する生物の反応を多様な観察手法で高い時間・空間分解能で解析・記録する装置を作成した。とくに、多細胞生物で多くの研究にモデル生物として用いられている線虫(C. elegans)を明視野ならびに蛍光観察できるシステムを実現した。さらに、ROIの自動追跡ソフトウェアを開発し、その有効性を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Estimating Deformation of Neurons in Fluorescent Images (2012)
  • 著者名/発表者名: Fei, X., Teramoto, T., Ishihara, T. and Hashimoto, K.
  • 雑誌名: Interdisciplinary Information Sciences 巻: 18 号: 2 ページ: 113-122
  • DOI: 10.4036/iis.2012.113
  • NAID: 130002531672
  • ISSN: 1340-9050, 1347-6157
  • 査読あり
• [雑誌論文] GPU Acceleration in a Visual Servo System (2012)
  • 著者名/発表者名: Chuantao Zang and Koichi Hashimoto
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 24 ページ: 105-114
  • NAID: 110009957683
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞の個体差に適応する高速オートフォーカス顕微鏡 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小原健,五十嵐康伸,橋本浩一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 47(1) ページ: 31-39
  • NAID: 10027787549
  • 査読あり
• [雑誌論文] A condition for better estimation using asynchronous sampling than synchronous sampling (2011)
  • 著者名/発表者名: Arai, S., Iwatani, Y. and Hashimoto, K
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 4(3) ページ: 249-253
  • NAID: 10031140078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of switched stochastic systems in discrete-time (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwatani, Y., Arai, S. and Hashimoto, K.
  • 雑誌名: SICE Journalof Control, Measurement, and System Integration 巻: 3(5) ページ: 368-371
  • NAID: 10031140029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fast Sensor Scheduling for Spatially Distributed Sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Arai, S., Iwatani Y. and Hashimoto, K.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 56(8) 号: 8 ページ: 1900-1905
  • DOI: 10.1109/tac.2011.2141450
  • 査読あり
• [学会発表] Exploration of Brain Function through Behavior, Neural Activity Observation, and Optogenetic Manipulation. Invited Talk (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K. and Fei, X.
  • 学会等名: International Symposium Optomechatronic Technologies (ISOT2012)1-7
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2012-10-29
• [学会発表] A virtual reality running machine for worms - a highly integrated system for olfactory behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto, Y., Yamazoe, A., Hashimoto, K. and Kimura, K.
  • 学会等名: 5th East Asia C. elegans Meeting, 4-O06
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] Neurite fluorescence imaging of freely moving individual C. elegans animals with high-speed tracking and autofocus system (2012)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, G., Tsukada, Y., Chen, M., Hashimoto, K. and Mori, I.
  • 学会等名: 5th East Asia C. elegans Meeting, P-56
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2012-06-27
• [学会発表] A virtual reality running machine for worms - a highly integrated system for olfactory behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanimoto, Y., Yamazoe, A., Hashimoto, K. and Kimura, K.
  • 学会等名: EMBL Conference C. elegans Neurobiology, P-126
  • 発表場所: Heidelberg,Germany
  • 年月日: 2012-06-17
• [学会発表] High-speed tracking system for neurite fluorescence imaging during freely moving C (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, Y., Chen, M., Yokoyama, G., Hashimoto, K. and Mori, I.
  • 学会等名: elegans. EMBL Conference C. elegans Neurobiology, P-196
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2012-06-17
• [学会発表] Exploration of brain function through behavior, neural activity observation, and optogenetic manipulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K., and Xianfeng Fei
  • 学会等名: 2012 International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT)
  • 発表場所: Paris, France
  • 招待講演
• [学会発表] Neurite fluorescence imaging of freely moving individual C. elegans animals with high-speed tracking and autofocus system (2012)
  • 著者名/発表者名: Genta Yokoyama, Yuki Tsukada, Chen Min, Koichi Hashimoto, Ikue Mori
  • 学会等名: 5th East Asia C. elegans Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] A virtual reality running machine for worms - a highly integrated tracking system for olfactory behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tanimoto, Akiko Yamazoe, Koichi Hashimoto, Kotaro Kimura
  • 学会等名: 5th East Asia C. elegans Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] High-speed tracking system for neurite fluorescence imaging during freely moving C. elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tsukada, Chen Min, Genta Yokoyama, Koichiro Hashimoto, Ikue Mori
  • 学会等名: EMBO Conference Series: C. elegans Neurobiology
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
• [学会発表] A virtual reality running machine for worms - a highly integrated tracking system for olfactory behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tanimoto, Akiko Yamazoe, Koichiro Hashimoto, Kotaro Kimura
  • 学会等名: EMBO Conference Series: C. elegans Neurobiology
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
• [学会発表] Camera Localization by CAD Model Matching (2011)
  • 著者名/発表者名: Zang, C. and Hashimoto, K.
  • 学会等名: 2011 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII 2011), 30-35
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Construction of a system for movement-dependent opticalstimulation in C. elegans (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoh, Y., Maru, M., Hashimoto, K. and Iino, Y.
  • 学会等名: The 34th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] A visual tracking strategy using Computer Graphics and Edge (2011)
  • 著者名/発表者名: Zang, C., Hashimoto, K. and Moon, J.J.
  • 学会等名: 2011IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE-ROBIO 2011), 981-986
  • 発表場所: Phuket, Thailand
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Fast and adaptive auto-focusing algorithm for microscopic cell observation (2011)
  • 著者名/発表者名: Obara, T., Igarashi, Y. and Hashimoto, K.
  • 学会等名: IEEE Int. Conf.Intelligent Robots and Systems (IROS2011), 7-12
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-09-25
• [学会発表] Camera Localization by CAD Model Matching (2011)
  • 著者名/発表者名: Chuantao Zang and Koichi Hashimoto
  • 学会等名: 2011 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] A Visual Tracking Strategy using Computer Graphics and Edge (2011)
  • 著者名/発表者名: Chuantao Zang, Koichi Hashimoto and Jungjae Moon
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Thailand
• [学会発表] Visual Servo Microscope for Locking on Single Neuron of a Worm (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Maru, Min Chen and Koichi Hashimoto
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics
  • 発表場所: Thailand
• [学会発表] A Flexible Visual Inspection System Combining Pose Estimation and Visual Servo Approaches
  • 著者名/発表者名: Chuantao Zang and Koichi Hashimoto
  • 学会等名: 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Minnesota, USA
• [備考]
  • URL: http://www.ic.is.tohoku.ac.jp
• [備考] ロックオントラッキング顕微鏡
  • URL: http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/ja/sysbio/