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我々は、脳の電気的な活動を制御することにより医療工学的立場から治療への応用ができないかと考え、そのための基礎研究をおこなってきた。
これらの目標を達成する上で主に重要な点は、1、埋め込み型マイクロデバイスの開発を生物学的方向からと工学的方向からの両方から行い刺激装置を開発していくことと、2、脳の可塑性制御に必要な電気的情報が何であるかを解読することである。よって、これまで蓄積してきた基礎データをもとに、治療用デバイスの開発のための基礎研究として、神経細胞に様々なパターンの電気刺激を与えて、分子の挙動を観察するための培養細胞用電気刺激装置の開発を行ってきた。本装置を用い、様々な神経活動のパターンを強制的に与えることにより分子の挙動との関係を網羅的に明らかにし、重要なパターンを抽出してきた。そのなかでも特に神経栄養因子であるニューレグリンはパターン制御において重要な役割を果たしていることが明らかになり、統合失調症関連遺伝子として注目を集めるまでに至った。その後、我々の開発した装置を用いることにより同定された遺伝子の幾つかは、神経活動パターン形成と制御に重要な遺伝子として証明され疾患との関わりも各方面から報告されるようになった。よって、我々の技術に対する確信を深め、本年度は、これらの装置を更に発展させ、ユーザーに使いやすい形とし販売できるまでに開発をおこなった(市川博士の会社より販売予定)。また、これまでin vivoで効率よく刺激ができるよう神経投射経路の解析を網羅的に行ない三次元的なマップの構築を行ってきた。その結果、刺激にあたり有効と思われる部位とその構造が明らかとなった。これら生物学的情報をもとに適した電極を作成し試作中である。現在、in vivoでの神経活動パターンの記録と刺激を行ないマウスの行動との関係を解析中である。
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