埋め込み型多点電極を用いた脳制御システムの開発

神経細胞は発生のある時期から電気的な活動を持つようになる。特に、神経細胞がもつ電気的活動(自発発火を含む)のパターンが、環境(Epigenetic factor)に依存した神経回路形成と発達において重要であるといった仮説のもと実験をおこなってきた。同じ遺伝学的背景をもつ神経細胞でも、細胞を取り巻く環境により異なる特徴、歴史をもつ。それらの情報は神経活動のパターンとして貯えられているのではないかと考えている。実際に我々は神経活動のパターン、特に周波数が脳の可塑性を制御するうえで重要であることを証明してきた。我々は、更に神経活動のパターンの持つ意味を解読していくために、これまで蓄積してきた橋・小脳路系の基礎データをもとに埋め込み型デバイスの開発を行い、細胞培養系と生体に応用していく予定であり、その基礎研究を行っている。本年度は、Field Stimulationにより多量の培養細胞を同時に同じ条件で刺激できる多点電極電気刺激装置の開発を行い、常法の電気生理学的方法やカルシウムイメージング法とカップルさせることにより、神経活動パターン/細胞内カルシウム濃度/分子の挙動との関係を明らかにできるシステムの確立に成功した。現在、分子生物学的立場から神経活動パターンと分子の動きとの関係を明らかにし、神経活動パターンのもつ意味を分子生物学的に解析し、分子の動きとして説明できないかと考えており、分子生物学的側面から神経活動パターンのうち重要なパラメーターが何であるかの抽出を行っている。本装置を用いることにより、複数の分子の挙動と神経活動パターンとの関係を解析してきた。そのうち多機能分化増殖因子であるニューレグリン(NRG)は神経活動のパターンの影響をうけかつパターンを制御するモジュレーターとして機能している可能性が高いことが示唆された。

神経細胞は発生のある時期から電気的な活動を持つようになる。特に、神経細胞がもつ電気的活動(自発発火を含む)のパターンが、環境(Epigenetic factor)に依存した神経回路形成と発達において重要であるといった仮説のもと実験をおこなってきた。同じ遺伝学的背景をもつ神経細胞でも、細胞を取り巻く環境により異なる特徴、歴史をもつ。それらの情報は神経活動のパターンとして貯えられているのではないかと考えている。実際に我々は神経活動のパターン、特に周波数が脳の可塑性を制御するうえで重要であることを証明してきた。我々は、更に神経活動のパターンの持つ意味を解読していくために、これまで蓄積してきた橋・小脳路系の基礎データをもとに埋め込み型デバイスの開発を行い、細胞培養系と生体に応用していく予定であり、その基礎研究を行っている。本年度は、Field Stimulationにより多量の培養細胞を同時に同じ条件で刺激できる多点電極電気刺激装置の開発を行い、常法の電気生理学的方法やカルシウムイメージング法とカップルさせることにより、神経活動パターン/細胞内カルシウム濃度/分子の挙動との関係を明らかにできるシステムの確立に成功した。現在、分子生物学的立場から神経活動パターンと分子の動きとの関係を明らかにし、神経活動パターンのもつ意味を分子生物学的に解析し、分子の動きとして説明できないかと考えており、分子生物学的側面から神経活動パターンのうち重要なパラメーターが何であるかの抽出を行っている。本装置を用いることにより、複数の分子の挙動と神経活動パターンとの関係を解析してきた。そのうち多機能分化増殖因子であるニューレグリン(NRG)は神経活動のパターンの影響をうけかつパターンを制御するモジュレーターとして機能している可能性が高いことが示唆された。