| 研究概要 |
本研究では,従来のバイオイメージングをさらに一歩進めて,撮影したイメージをリアルタイムで処理し,その情報に基づいて薬物の局所投与や電気刺激を,必要な部位に必要なタイミングで与えることができ全く新しい自動バイオイメージングシスム(ここでは集積知能バイオイメージングシステムと呼ぶ)の開発を目指している.イメージングは、顕微鏡をとおして特殊なイメージセンサ(ここでは知能バイオイメジャーと呼ぶ)で撮像される.この知能バイオイメジャーは、従来のCCDカメラのような撮像のみのデバイスではなく、撮像されたイメージを瞬時に前処理し、FPGA(Field Programmable Gate Array)に回路に送ることができる.本年度は,まず現有のバイオイメージング装置を用いて,Ca蛍光計測用の光センサーに必要な光感度特性,ダイナミックレンジについて検討を加えた.まずダイナミックレンジよりも生体試料そのものが持つ蛍光が背景光となり,刺激に対する蛍光変化の計測を妨げることが確認され、この背景光を除く前処理回路について検討した.また既存のCCDカメラが搭載された現有システムによって予備動物実験を行った.ここでは,マルチチャネル電気刺激装置を用いて,培養筋芽細胞と脳スライス標本に対し電気刺激を行い,現有のカメラによって蛍光変化の計測を行った.さらに取得した画像データから刺激に応答する細胞を自動抽出し,このデータに基づいて試料に対し電気刺激をフィードバックする模擬実験を行った.この実験によって,培養心筋細胞と脳スライスにおけるCa蛍光強度およびその変化がどの程度の範囲であるかを測定でき,また計測-刺激フィードバック系の有効性を確認できた.
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