Development of accelerating technique for neuronal network maturation through a synaptic modulation by high-intensity time-varying magnetic fields

通过高强度时变磁场突触调制加速神经网络成熟的技术的开发

• 批准号: 22H03931
• 负责人: 齋藤 淳史
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Central Research Institute of Electric Power Industry
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03931/
• 关键词: 強変動磁界; 神経回路網網; シナプス調節効果; 発火パターン; 機能的成熟; ヒト3次元培養神経回路網; 多点光学計測システム; カルシウムイメージング; 神経回路網; 光ファイバー; リアルタイム計測

計画初年度となる2022年度は，磁界ばく露実験で用いるヒト3次元培養神経回路網の作製方法を検討するとともに，強変動磁界ばく露環境下において培養神経回路網の活動を多点同時かつリアルタイムに検出できる多点光学計測システムの構築に取り組んだ。上記に関し，以下の成果を得た。（1）ヒト3次元培養神経回路網の作製ヒト人工多能性幹（hiPS）細胞由来神経前駆細胞を細胞非接着基質がコーティングされたマルチウェルプレート内で長期培養することで，均等なサイズを有するヒト3次元培養神経回路網を効率的に作製できる分化誘導条件を決定した。また，作製したヒト3次元培養神経回路網の活動を蛍光顕微鏡を用いたカルシウムイメージング法やマルチ電極アレイ（MEA）計測システムを用いた細胞外電位記録法により評価した。その結果，安定した同期バースト発火を示すヒト3次元培養神経回路網を作製するには数ヶ月程度の長期培養が必要となることがわかった。これらの基礎的な条件検討により，ヒト3次元培養神経回路網の機能的成熟に対する磁界ばく露の効果を評価するための背景データを取得することができた。（2）多点光学計測システムの構築強変動磁界ばく露環境下においてヒト3次元培養神経回路網の活動を効率的に評価するために，CMOSカメラと光源，バンドル型光ファイバープローブ等を組み合わせた光学システムを構築した。また，同システムのセンサ部にプリズムを内蔵した細胞培養容器を結合することで強変動磁界ばく露コイル内に配置したヒト3次元培養神経回路網の活動をカルシウムイメージング法により多点同時かつリアルタイムに検出できる多点光学計測システムを構築することができた。

In the beginning of the year 2022, the magnetic field will use the three-dimensional training method of the network to enable the operation of the network in the environment where the magnetic field is exposed. At the same time, the multi-point optical data acquisition system will be available. In the last round, the following results have been awarded. The main results are as follows: (1) the origin of the artificial multipotency (hiPS) cell of the three-dimensional network is that the cell of the cell is not connected to the network of the three-dimensional network, and the differentiation of the network is determined by the condition that the differentiation of the network is determined. In this paper, the three-dimensional network activity microphone is used to analyze the electrical activity of the loop. in this way, the three-dimensional network activity microphone is used to analyze the electrical activity of the loop. in this paper, the three-dimensional network activity microphone is used to analyze the electrical activity of the loop. the method of MEA is used to analyze the activity of the microphone. According to the results of the test, it is necessary to train the network for a long period of time to improve the safety and safety of the three-dimensional network. In this paper, the conditions of the system, the conditions of the system, the maturity of the circuit, the magnetic field, the background, the background. (2) the multi-point optical system is used to enhance the performance of the three-dimensional optical loop network in the exposed environment, such as the CMOS optical circuit light source, the optical equipment equipment, the optical equipment equipment, and so on. In the same time, you can use the multi-point optical analyzer to display the configuration of the three-dimensional optical loop network.

项目成果

Real-Time Detection of Neuronal Network Activity Under 85 kHz Band High-Intensity Intermediate Frequency-Magnetic Field Exposure

85 kHz 频段高强度中频磁场暴露下神经元网络活动的实时检测

• DOI: 10.46620/22-0012
• 发表时间: 2022
• 期刊: URSI Radio Science Letters
• 作者: Atsushi Saito;Shin Ohtani;Keiji Wada;Yukihisa Suzuki;Kenji Hattori;Akira Ushiyama;Satoshi Nakasono
• 通讯作者: Satoshi Nakasono

Evaluation of neuronal network activity in high-intensity power frequency magnetic fields

高强度工频磁场中神经元网络活动的评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Atsushi Saito;Masayuki Takahashi;Yukihisa Suzuki;Yasuhiko Jimbo;Satoshi Nakasono
• 通讯作者: Satoshi Nakasono