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Novel wide-field and deep optical imaging of neural circuits in mouse brain utilizing fluoropolymer nanosheet

利用含氟聚合物纳米片对小鼠大脑神经回路进行新型宽视场和深度光学成像

基本信息

批准号：
21J14773
负责人：
高橋泰伽
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences (2022)The Graduate University for Advanced Studies (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脳の作動原理や精神疾患の機序を解明する上では、細胞一つの活動だけではなく、ネットワーク全体の同期的な活動を計測する必要がある。しかし、マウス生体脳内の単一神経細胞の観察に用いられるin vivo二光子顕微鏡法は、脳表層の狭い領域を高精細に光イメージングするには適しているが、脳深部かつ広範囲での観察は困難であった。この原因の一つは、マウス生体脳の神経細胞を高解像度で観察するにあたって使用される、頭蓋骨の一部を除去してカバーガラスで置換して観察窓を作成する手術（オープンスカル法）にあった。本研究では、新規光学素材とナノ材料の高分子超薄膜 (ナノシート)を併用したオープンスカル法の改良を実施し、昨年度までに覚醒マウス観察時の視野ブレと長期観察を実現する新規手法の骨子を確立した。本年度は、ナノシートと併用する新規光学素材の実用性の検証として、新規手法を用いて作成した観察窓の生体組織への影響を免疫染色法を用いて評価した。その結果、ナノシートを用いることで炎症の度合いが低いことを確認した。また、より広視野での観察の実現に向けて大脳皮質以外の領域に新規手法を用いることにも成功した。一方、深部イメ―ジングへの応用として、光学収差を低減する技術と併用することにより、脳深部領域における観察像をより高いSignal-Background 比で取得することに成功した。これらの成果については、現在原著論文を投稿中である。

To understand the mechanism of mental disorders, it is necessary to measure the activity of all cells. The detection of single neurons in vivo by two-photon microscopy is difficult to detect in narrow areas of the surface layer. The reason for this is that a part of the skull is removed and replaced by a high-resolution observation of the neurons of the organism. In this study, the new method of optical materials and polymer ultra-thin films was established, and the improvement of optical materials and polymer ultra-thin films was carried out. This year, we will evaluate the usefulness of new optical materials and new methods for the preparation of biological samples and the use of immunostaining methods. The result is that the inflammation level is low. In addition, the field of vision and the implementation of new methods outside the large cortex have been successfully used. The application of optical contrast reduction technology in the field of deep image detection and high Signal-Background ratio has been successfully achieved. The original paper is now being submitted.

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

3D imaging techniques

3D 成像技术

DOI：
10.2745/dds.37.444
发表时间：
2022
期刊：
Drug Delivery System
影响因子：
0
作者：
Fumoto Shintaro;Takahashi Taiga
通讯作者：
Takahashi Taiga

Advanced observation of brain and nerve cells using two-photon microscopy with novel techniques

DOI：
10.1093/jmicro/dfac047
发表时间：
2022-09-21
期刊：
MICROSCOPY
影响因子：
1.8
作者：
Ishii, Hirokazu;Takahashi, Taiga;Nemoto, Tomomi
通讯作者：
Nemoto, Tomomi

高分子超薄膜を活用したマウス脳の長期的な広視野in vivo二光子イメージング

使用超薄聚合物薄膜对小鼠大脑进行长期宽视场体内双光子成像

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
高橋泰伽;張宏;揚妻正和;鍋倉淳一;大友康平;岡村陽介;根本知己
通讯作者：
根本知己

In vivo cortex-wide imaging of living mouse brain utilizing novel fluoropolymer nanosheet

利用新型含氟聚合物纳米片对活体小鼠大脑进行体内皮质全成像

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakamura Tomoya;Otsuka Kento;Hu Shuaifeng;Hashimoto Ruito;Morishita Taro;Handa Taketo;Yamada Takumi;Truong Minh Anh;Murdey Richard;Kanemitsu Yoshihiko;Wakamiya Atsushi;Taiga Takahashi
通讯作者：
Taiga Takahashi

高分子超薄膜を用いたマウス脳深部の広視野in vivo二光子イメージング

使用超薄聚合物薄膜对小鼠大脑深处进行广域活体双光子成像