| 研究実績の概要 |
本研究では、大脳皮質体性感覚野における脳血流と脳神経活動の同時計測を目指した小型動物の頭部に設置可能な超小型イメージングデバイスの開発を行った。現在の脳神経科学研究において、行動実験中の動物の脳活動を計測することは重要である。特に、運動機能や情動、社会性行動と脳機能の関係を明らかにするためには、行動実験中の脳活動を計測必要がある。本研究では、独自設計の超小型CMOSイメージセンサを用いた脳機能計測用イメージングデバイスを新たに開発することで、行動実験中の脳活動の計測を目指した。第一段階として、脳血流と脳酸素代謝の同時計測を実現するため、独自設計のCMOSイメージセンサと2色LED( 緑色光[波長525 nm], 赤色光[625 nm])を搭載した小型脳機能計測用CMOSイメージングデバイスの開発を行った。さらに、長期間の脳機能計測を実現するため簡易設置可能な構造を持つアルミ製の小型頭部固定治具を新たに開発した。この研究では、緑色光による脳血流と赤色光による脳酸素代謝を同一デバイスによって計測する事を試みた。実験では、野生型マウスを用い感覚刺激時の脳応答の計測に成功した。さらに、デバイスに搭載した簡易設置可能な構造により、1ヵ月以上の連続した脳機能計測が可能であることを示した。第二段階として、脳血流・脳機能計測を目的した超小型蛍光・血流イメージングデバイスの開発を行った。このデバイスにはCMOSイメージセンサと血流観察用LED(波長535nm)、蛍光励起用LED(波長465nm)と励起光カット用ロングパスフィルタ(500nm Cut-On)が搭載した。試作デバイスを用いて、マウスの行動実験中における脳機能計測を試みた。カルシウム蛍光プローブGCaMP6を発現する遺伝子組み換えマウスを対象とし、実験では脳刺激に応答する血流変化と蛍光変化を同時に計測する事を試みた。
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