| 研究課題/領域番号 |
25560434
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
廣田 秋彦 島根大学, 医学部, 教授 (50156717)
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| 研究分担者 |
伊藤 眞一 島根大学, 医学部, 准教授 (10145295)
濱 徳行 島根大学, 医学部, 助教 (60422010)
河合 美菜子 島根大学, 医学部, 助教 (50710109)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 膜電位の光学測定 / ノイズ / 機械刺激装置 / 無振動 / 透明電極 / 低抵抗透明導電体 |
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| 研究実績の概要 |
我々は自作した高性能の光学的膜電位測定システムを用いて大脳の感覚運動野の機能を膜電位感受性色素で生体染色することで、加算処理することなく、1回の掃引で数百ヶ所の膜電位を同時に測定することが可能となった。
昨年度完成した光学測定用機械刺激装置を用いた光学測定では、特にハード面での問題点は出ていないが、制御ソフトやキャリブレーションの問題は次年度持ち越しとなった。
自発性の興奮と感覚入力によって起こる誘発応答の相互関係を調べる研究を進める上で、光学測定中に測定領野内にある大脳を直接電気刺激する必要性が非常に高まった状況にある。既に、透明な導電体である酸化亜鉛を用いた透明電極を開発し、光学測定中に測定領野内から皮質上から神経活動を皮質電位(ECoG)として光学記録と同時に測定することに成功している。しかし、酸化亜鉛は抵抗がかなり大きい導電体であるため、大脳皮質を直接電気刺激するのに必要な10μAオーダーの電流を数msec流しただけで透明導電体膜が発熱して熱膨張し、クラックを生じたり、上面を覆っている透明絶縁体膜にヒビが入り、絶縁が崩れる問題が生じ、この電位測定用の電極をそのまま刺激電極として用いることは出来ないことが判明していた。
26年度は予定していた酸化チタン系の透明導電体を、酸化亜鉛の時と同様に、ガラス製の曲面の電極基板にスパッター出来るが、その後、この透明導電体に電線を接続する際に用いる銀ペーストが、酸化亜鉛の時用いた製品では透明導電体に接着しない問題、この導電体はスパッター後に500℃にしてのアニール処理が必須であり、処理時にガラスとの熱膨張率の差でクラックが生じたり、ガラスから剥離したりする問題が浮上し、それの対策が見つからない状況で年度末を迎えることになった。しかし、本来今年度と次年度の2年で完成する予定のものであるので、進捗状況としては問題無いと捉えている。
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| 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
研究実績の概要でも少し言及したように、光学測定用機械刺激装置については当初の計画通り順調に進展しているが、刺激用透明電極は計画の段階では想定されなかった問題が生じている。しかし、最終的に27年度末までに刺激電流を流しても崩れない透明電極を作製するという目標達成については今のところ遅れが出ることは無いと見込まれているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
光学測定用機械刺激装置については、制御ソフトやキャリブレーションの問題を残すのみとなっている。制御ソフトは、刺激用透明電極を用いた大脳皮質と機械刺激の時間差が機械刺激の強さによりばらついてしまう問題が中心で、機械刺激を行う可動部の動きを光学センサーで検知してフィードバックすることで解決を試みる予定である。
主としてマテリアルの研究を行っている総合理工学部連携研究者の山田容士の研究室が開発した酸化チタン系の新しい導電体を曲面のガラス基板にスパッタする問題は、さまざまな解決方法があることがわかっており、今年度はそれらを一つ一つ試して最善の解決策を探して行く予定である。
一方、連携研究者山田容士は、昨年（26年度に電極としての特性と耐性がより高いと考えられるこの透明導電体の膜形成手法を見いだしており、今年度は新たにこの手法を適用する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末納入予定で体重範囲指定で発注したラットの一部が体重指定の範囲内のラットが在庫切れで、納入が27年度にずれ込んだため
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額分のラットは既に納入され、次年度使用額分は現時点で使用済である
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