Development of an Artificial Synapse using an Integrated Electrochemical Micropump

使用集成电化学微泵开发人工突触

• 批准号: 18300154
• 负责人: YOSHIMI Yasuo
• 金额: $ 8.51万
• 依托单位: Shibaura Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18300154/
• 关键词: 電気化学マイクロポンプ; 電気化学マイクロバルブ; ポリジメチルシロキサン; 神経細胞; 膜電位イメージング; アメフラシ; 神経節; カリウムイオンチャンネルブロック剤; 膜電位; 蛍光イメージング; 膜電位感受性色素; プロテアーゼ; カリウムチャンネルブロック剤; 培養神経細胞; 人工神経; 神経イメージング; 神経インターフェイス; マイクロバルブ; マイクロポンプ; 蛍光膜電位イメージング; 神経ネットワーク; 中枢パターン機構; 神経; 電気分解

The final purpose of this project is a development of integrated micropumps working as an interface between electric circuits and neurons or an artificial synapse. We developed a chip of micropump with microvalve using electrodecomposition of water as a driving force. The chip can control the jetting with punctuality to the second. The pump could induce excitatory postsynaptic potential of Aplysia neuron by neurotransmitter administration. We developed also voltage imaging for central nerve system for evaluation of the ability of the interface. It has been difficult to detect the action potential of Aplysia neuron by voltage imaging. We succeeded in the detection of the action potential by prolonging by tetraethylammonium chloride as a potassium channel blocker. The technologies developed in the project will help the development of neuronal interface by neurotransmitter administration.

本项目的最终目的是开发集成微泵，作为电路和神经元或人工突触之间的接口。研制了一种以电解水为驱动力的微泵微阀芯片。该芯片可以精确到秒地控制喷射。该泵可通过神经递质诱发失联神经元兴奋性突触后电位。我们还开发了中枢神经系统的电压成像，以评估接口的能力。应用电压成像技术检测失联神经元的动作电位一直是一个难点。我们成功地检测到的动作电位延长四乙基氯化铵作为钾通道阻滞剂。本计画所发展之技术将有助于借由神经传递素管理之神经介面之发展。

项目成果

蛍光膜電位イメージング法によるアメフラシ神経の中枢パターン機構シグナルの検出

利用荧光膜电位成像检测海兔神经中枢模式机制信号

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉見靖男;青木一途;赤池哲
• 通讯作者: 赤池哲

神経細胞の膜電位イメージングおけるプロテアーゼ処理の効果

蛋白酶处理对神经元膜电位成像的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: 吉見靖男;青木一途;赤池哲
• 通讯作者: 赤池哲

Stabilized voltage imaging of Aplysia neuron in ganglion using di-4- ANEPPS and agarose gel

使用 di-4- ANEPPS 和琼脂糖凝胶对神经节中的海兔神经元进行稳定电压成像

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Yoshimi;K. Aoki;S. Akaike;N. Aota
• 通讯作者: N. Aota

テトラクロロアンモニウム塩を用いたアメフラシ神経活動電位の光学的検出

使用四氯铵盐光学检测海兔神经动作电位

• 发表时间: 2010
• 作者: 吉見靖男;青木一途
• 通讯作者: 青木一途

白金黒電極とダイヤフラムを用いた電気化学バルブの至適設計

铂黑电极和隔膜电化学阀的优化设计

• 发表时间: 2008
• 作者: 青田 尚之;吉見 靖男
• 通讯作者: 吉見 靖男