小型動物の自由行動実験に使用する埋植用小型脳機能計測・刺激双方向光デバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 26882027
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 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, 物質創成科学研究科, 博士研究員 (40733663)
• 研究期間 (年度): 2014-08-29 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• 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 / オプトジェネティクス / 生体埋植デバイス / 多点光刺激

研究成果の概要

小型実験動物の頭部に埋植可能な小型脳機能計測・刺激双方向光デバイスを開発し、行動実験中の脳活動計測とオプトジェネティクス技術による脳活動光制御を目指した研究を行い、以下の成果を得た。(1)成体マウスの体重の1/100である重量0.2 gの小型デバイスを開発した。(2)デバイスに搭載された脳機能計測機能を使用し大脳皮質一次体性感覚野における脳活動計測に成功した。(3)デバイスに搭載された多点光刺激機能を使用しチャネルロドプシン2を発現した遺伝子組み換えマウスにおいて光刺激による神経活動の制御に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Intrinsic signal imaging of brain function using a small implantable CMOS imaging device (2014)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, Yoshinori Sunaga, Takahiro Yamaguchi, Hironari Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 54 号: 4S ページ: 04DL10-04DL10
  • DOI: 10.7567/jjap.54.04dl10
  • NAID: 210000145072
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] An implantable hemodynamic imaging device for revealing relation between a blood flow and brain activity in animal behavior (2015)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, Yoshinori Sunaga, Takahiro Yamaguchi, Hironari Takehara.Yasumi Ohta, Mayumi Motoyama, Hiroaki Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: Neuroscience2015 SfN 45th annual meeting
  • 発表場所: Chicago(USA)
  • 年月日: 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] An Implantable Hemodynamic Imaging Device for Observing the Process of Recovery from Cerebrovascular Disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, Yoshinori Sunaga, Takahiro Yamaguchi, Hironari Takehara, Yasumi Ohta, Mayumi Motoyama, Hiroaki Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Milano(Italy)
  • 年月日: 2015-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] An implantable hemodynamic imaging device with a two-color light source for observing two brain phenomena (2015)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, Yoshinori Sunaga, Hiroaki Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: 2015 INTERNATIONAL SYMPOSIUM FOR ADVANCED MATERIALS RESEARCH
  • 発表場所: 南投県魚池郷(台湾)
  • 年月日: 2015-08-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 動物の脳機能制御を可能にする無線多点光刺激デバイス (2015)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, , Naoya Kamiyama, Takahiro Yamaguchi, Mayumi Motoyama, Mamiko Kawahara, Yasumi Ohta, Hiroaki Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29
• [学会発表] 埋め込み可能な小型脳血流イメージングデバイスの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 春田 牧人, 須永 圭紀, 山口 貴大, 竹原 浩成 太田 安美, 元山 真由美, 竹原 宏明, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 徳田 崇 , 太田 淳
  • 学会等名: E部門総合研究会
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-07-03
• [学会発表] An implantable optogenetics device based on CMOS integrated circuit technology for a freely moving animal (2014)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, Naoya Kamiyama, Shun Nakajima, Hironari Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: Neuroscience2014
  • 発表場所: Washington(USA)
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] 行動実験を目的とした埋植用CMOSイメージングデバイスによる脳機能イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 春田 牧人, 須永 圭紀, 山口 貴大, 竹原 浩成, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 徳田 崇, 太田 淳
  • 学会等名: 日本神経科学大会(Neuroscience2014)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] A multi-modal implantable CMOS imaging device with two-color light source for intrinsic signal detection in a brain (2014)
  • 著者名/発表者名: Makito Haruta, Yoshinori Sunaga, Takahiro Yamaguchi, Hironari Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Jun Ohta
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11