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 first year of the plan, 2022, the magnetic world will be revealed and the magnetic world will be strengthened by using the three-dimensional cultivation method of the God's loop network in 2022. The activity of cultivating the divine circuit network in a dew environment is done at multiple points at the same time. The ルタイムに検出できるmulti-point optical measurement システムのconstruction にtakeりgroupんだ. The above mentioned results are not obtained, and the following results are obtained. (1) The production of ヒト 3-dimensional culture of the God's circuit network, the origin of the ヒト artificial pluripotent stem (hiPS) cells, the origin of the God's cells, the non-adherent matrix, がコーティングされたマルチウェルプレート内でlong-term cultivation することで, equal なサイズを有するヒトThe efficiency of the 3-dimensional cultivation of the divine circuit network is determined by the conditions for inducing differentiation.また, produced by したヒト3-dimensional cultivation of the divine circuit network activity を蛍光鍕Micromirror をいたカルシウムイメージンThe electromagnetic electrolyte electrode (MEA) was used to measure the electrolyte and was measured using the extracellular potential recording method. The result of this is the stable and stable 3D cultivation of the divine circuit in the same period The long-term training required for long-term training of several months is necessary for online production. The basic conditions of the これらのななにより, ヒト3-dimensional cultivation of the maturity of the function of the divine circuit network対するMagnet worldばくのeffectを Comment価するためのBackgroundデータをGetすることができた. (2) Evaluation of the efficiency of multi-point optical measurement activities to build a strong magnetic field and the three-dimensional cultivation of the God's loop network in a dew environment価するために, CMOS カメラと light source, バンドル type light ファイバープローブWaiting group み合わせたoptical システムをconstructed した.また, same as システムのセンサ部にプリズムを内赵したcell culture containerを knot合することで强変动Magnetic world ばく出コイル内にconfigurationしたヒト3D training god経loop网activitiesをカルシウムイメージング法によりmultipoint simultaneousかつリアThe ルタイムに検出できるmulti-point optical measurement システムをconstructs the することができた.

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