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2012 年度 実績報告書

単一ニューロンから領野まで統合的に解析する全脳記録法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24300148
研究種目

基盤研究(B)

研究機関同志社大学

研究代表者

高橋 晋  同志社大学, 高等研究教育機構, 准教授 (20510960)

研究分担者 藤山 文乃  同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20244022)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード全脳記録 / 脳波 / マルチニューロン活動
研究概要

本研究では、現在の脳神経科学と情報工学を協調させることにより、覚醒し行動している動物の脳全体に跨る神経回路網の動態を、単一ニューロンレベルの微視的スケールから脳全体を俯瞰する巨視的スケールまで統合的に計測し解析する全脳記録法を確立することを目的としている。
すでにこれまでの研究で、1ミリメートル間隔で総計42チャネルの計測点を配置する皮質脳波用アレイ電極と、総計12本のマルチ電極をそれぞれ独立に可動できる小型マイクロドライブを開発し、特許も出願済みである。皮質脳波用アレイ電極は、CAD(Computer Aided Design)ソフトを用いて独自に設計しフレキシブル基板上に計測点を並べたものであり、小型マイクロドライブは、やはり独自に設計し3次元造形技術を活用して製作した。しかし、皮質脳波用アレイ電極だけでは深部脳の活動を計測することはできない。そこで本年度は、皮質脳波用アレイ電極の計測面中央に貫通孔を開け、その孔からマイクロドライブを利用して局所脳波やマルチニューロン活動を記録する電極を刺し入れる装置を開発した。プリント基板やマイクロドライブは、2次元及び3次元CADソフト上で設計し製作した。この装置を基盤として最終年度までに全脳記録法を完成させる予定である。
全脳記録法は、脳波とニューロン活動を同時記録するだけではなく、その計測された大量のデータを解析するシステムと統合する必要がある。そこで次年度は、皮質脳波、局所脳波、個々のニューロン活動をリアルタイムかつ統合的に解析するシステムを開発する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通りに皮質脳波とマルチニューロン活動を同時に計測する装置を開発することができたが、その性能テストまでは実施できなかった。

今後の研究の推進方策

当初の計画通りに推進する。

次年度の研究費の使用計画

計画通りに装置を開発することができたが、性能テストには至らなかったため当該助成金が生じた。翌年度の研究費と合わせて、開発した装置の性能テストを実施する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Hierarchical organization of contex in the hippocampal episodic code2013

    • 著者名/発表者名
      高橋晋
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 2

    • DOI

      10.7554/eLife.00321

    • 査読あり
  • [学会発表] Dynamic synchrony of firing in the prefrontal cortex in monkeys and rats2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井芳雄
    • 学会等名
      International symposium on prefrontal cortex
    • 発表場所
      京都大学稲盛財団記念館3F会議室(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-19
  • [学会発表] Cerebellar Purkinje-cell spikes interaction during a timing behavior task in the rat2012

    • 著者名/発表者名
      山口健治
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-17
  • [学会発表] Planning-based behavior and neuronal activity in sequential order information task in rats2012

    • 著者名/発表者名
      石野誠也
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-16
  • [学会発表] Multi-neuronal activities in prefrontal cortex and hippocampus during a rule-switching task in rats2012

    • 著者名/発表者名
      中園 智晶
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-16
  • [学会発表] Interacted neuronal activities between hippocampus and amygdala modulate discrimination behavior expecting for different probability of reward in the rat2012

    • 著者名/発表者名
      寺田慧
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-15
  • [学会発表] ラット海馬CA1野における目標志向的選択の表現2012

    • 著者名/発表者名
      高橋晋
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-21
  • [学会発表] ラットのタイミング行動課題中における時間知覚と小脳プルキンエ細胞のスパイク発火2012

    • 著者名/発表者名
      山口健治
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-20
  • [学会発表] ラットは系列順序情報を想起したプランニング行動を示した2012

    • 著者名/発表者名
      石野誠也
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] ラットの異なる報酬予測を担う海馬と扁桃体の相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      寺田慧
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-18

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公開日: 2014-07-16  

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