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In-vivo label-free visualization of intercellular cooperative interactions for electroencephalogram

脑电图细胞间协作相互作用的体内无标记可视化

基本信息

批准号：
21H04961
负责人：
加納英明
金额：
$ 27.29万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04961/
关键词：
ラマン CARS ラベルフリー脳波非線形光学分子イメージング睡眠

项目摘要

生物はなぜ眠らなければならないのか？「眠気」の分子実態は何か？本研究では、現代神経科学最大の謎の一つである睡眠のメカニズムおよび作用を明らかにするために、個々のニューロンの発火現象（ミクロ）と脳波（マクロ）、そして個体（システム）という階層構造に着目する。線虫やマウスなど複数のモデル生物を対象とし、標識無しで膜電位を可視化することのできる新規分子機能イメージング手法を開発・適用することで①個々のニューロンの発火パターンや分子の挙動は睡眠時どうなっているのか？②脳波のコヒーレンス（時空間相関）の起源は何か？そして③それらをつなぐ細胞間協同作用は何か？という点にフォーカスして、「眠気」を細胞間協同作用（マクロ）レベルで明らかにすることを目標に研究を行っている。2年目となる本年度は、初年度に導入した光源を用いた非線形ラマン散乱(coherent anti-Stokes Raman scattering; CARS)顕微鏡を立ち上げた。レーザー光のビーム径およびダイバージェンスの最適化を行うことで、空間分解能の向上を実現した培養生細胞のCARSイメージングを行うことに成功した。また同一視野で明るい蛍光画像の取得ができるよう光学系の工夫も施した。さらに、標識無しで膜電位を可視化する新規分子イメージング手法の構築を目指して、新たに電気生理の装置を導入した。培養細胞に本手法を適用することで、非線形ラマン散乱顕微鏡下での膜電位操作・測定が可能になった。これに加え、「睡眠恒常性」のメカニズム解明につながる知見が、線虫を用いた研究分担者の研究で見出された。また、体の疲れがどのようにして睡眠を引き起こすのか、という仕組みに関する知見が、線虫とマウスを用いた研究分担者の研究で見出された。

The living things are sleeping. What is the molecular state of "sleep"? This study addresses one of the greatest mysteries of modern neuroscience: the role of sleep in the development of sleep, its occurrence, and its hierarchical structure. A new molecular function, a new technique, a new application, a new biological object, a new marker, a new membrane potential, a new biological object, a new molecular function, a new membrane potential, a new membrane potential, a new molecular potential, a new membrane potential, a new molecular (2) What is the origin of the wave? What is the intercellular synergy? The study of intercellular synergy between the two groups In the first two years of this year, the light source was introduced into the coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) system. The optimization of the optical system and the spatial decomposition of the optical system are successful. The same field of vision, the acquisition of a bright light image, and the time spent in the optical system New molecular techniques for visualizing membrane potential and new electrophysiological devices were introduced. This method is applicable to cultured cells, and it is possible to operate and measure membrane potential under non-linear and scattered microscope. The study of "sleep constancy" was published in this paper. A study of the relationship between the body and the mind.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

マウス脳組織のラベルフリー・マルチモーダル非線形光学イメージング

小鼠脑组织的无标记多模态非线性光学成像

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yin Liang;Mengxue Wang;Yun Liu;Keiji Naruse;Ken Takahashi;加納英明
通讯作者：
加納英明

Spectroscopic second and third harmonic generation microscopy using a femtosecond laser source in the third near-infrared (NIR-III) optical window

在第三近红外 (NIR-III) 光学窗口中使用飞秒激光源的光谱二次和三次谐波发生显微镜

DOI：
10.1364/boe.446273
发表时间：
2022
期刊：
Biomedical Optics Express
影响因子：
3.4
作者：
Yusuke Murakami;Minori Masaki;Shinichi Miyazaki;Ryosuke Oketani;Yu Hayashi;Masashi Yanagisawa;Sakiko Honjoh;Hideaki Kano
通讯作者：
Hideaki Kano

Limoges University(フランス)

利摩日大学（法国）