培養神経系における情報処理機能の人為的制御と再生医療への応用

培养神经系统信息处理功能的人工控制及其在再生医学中的应用

• 批准号: 10J04785
• 负责人: 高山 祐三
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04785/
• 关键词: 培養神経回路; 細胞パターニング; 微細加工

最終年度においても引き続き微小流路内におけるラット大脳皮質神経細胞のパターニング培養法の開発と改良を主に行い、パターニング培養神経回路の形成とその機能制御について解析を行った。特にこれまでの実験で不十分であった,形成神経回路網のシナプス極性や軸索伸展方向の定量解析のための免疫染色法・活動計測のためのカルシウムイメージング法を重点的に行った。また、マイクロウェル部のアレイ構造と化学パターニング構造のデザインを変更することで,多種多様な構造と機能を有した培養神経回路の形成制御を試みた。これらの結果はJournal of Bioscience and Bioengineering雑誌に投稿し、受理・掲載されている。また研究課題に取り組む中で得られた微細加工技術・その培養細胞への応用法を、研究課題の中心となる大脳皮質神経細胞のみでなく、他の細胞種(C2Cl2筋芽細胞等)に応用することで様々な培養組織の形態・機能制御についても検討を行い、これらの実験についても外部発表の準備を行っている。これ以外にも該当研究者の有する実験技術・知見を研究室内外の研究者と協力することで多数の研究業績を発表するに至っている。本研究で提案した実験手法の今後の発展により、回路網構造・情報伝達経路を人為的・任意に構築した培養神経回路網を形成し、その情報処理機能を制御・応用することが可能となると考えている。また、その先には構築した実験系の特徴を用いて、脳神経系のある局所神経回路構造の形態・機能を再現した人工培養神経チップによる損傷脳機能の修復・代替法の開発という目標を持って今後の研究進展を行いたい。

Development and improvement of culture method of cortical neurons in micro-flow path, formation and functional control of cortical neurons in micro-flow path, and analysis of micro-flow path In particular, the reality of this phenomenon is not very clear, and the immunostaining method and activity measurement method for quantitative analysis of the polarity of the cerebral circuit network and the direction of axonal extension are the key points. A variety of structural and chemical changes in the culture of the brain The results were published in the Journal of Bioscience and Bioengineering. The research topic was selected from the group consisting of micromachining technology, application of cultured cells, research topic center, application of cortical neurons, application of other cell species (C2Cl2 muscle bud cells, etc.), investigation of morphology and function control of cultured tissues, preparation of external development. This is the first time that researchers have been involved in research. This study proposes the future development of the technology, loop network structure, information transmission, artificial, arbitrary construction, cultivation of the network, information processing function control, use, and possible research. The development of artificial culture system and its function are in progress.

项目成果

マイクロ加工技術を用いた神経分化過程の観測と制御

利用微加工技术观察和控制神经分化过程

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Furusato;T. Ihara;T. Kiyan;S.Katsuki;M. Hara;and H. Akiyama;T. Uemura;G.Kim;高山祐三
• 通讯作者: 高山祐三

神経工学-工学技術を利用した脳神経信号の計測と制御-

神经工程-利用工程技术测量和控制脑神经信号-

• 发表时间: 2012
• 期刊: 計測と制御
• 作者: 椋平祐輔;浅沼宏;新妻弘明(東北大院・環境科学);Markus O.Haring (Geothermal Explorers Ltd.);神保泰彦
• 通讯作者: 神保泰彦

Co-culture Devices for in vitro Monitoring of Neural Transplantation Processes

用于体外监测神经移植过程的共培养装置

• DOI: 10.1541/ieejeiss.131.1983
• 发表时间: 2011
• 期刊: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems
• 作者: 三森創一朗(東北大・工);浅沼宏;椋平祐輔;新妻弘明(東北大院・環境科学);Yuzo Takayama;矢野美沙子;Y. Mukuhira;伊藤宏樹
• 通讯作者: 伊藤宏樹

Recording of Spontaneous Activity in Cultured Superior Colliculus Slices Using Microelectrode Array

使用微电极阵列记录培养的上丘切片的自发活动

• DOI: 10.1541/ieejeiss.131.1355
• 发表时间: 2011
• 期刊: IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems
• 作者: 三森創一朗(東北大・工);浅沼宏;椋平祐輔;新妻弘明(東北大院・環境科学);Yuzo Takayama;矢野美沙子;Y. Mukuhira;伊藤宏樹;矢野美沙子;椋平祐輔;矢野美沙子;Y. Mukuhira;廣田晋也
• 通讯作者: 廣田晋也

マイクロ加工・流体技術を利用した培養神経細胞パターニング法の検討

使用微加工和流体技术检查培养神经元图案化方法

• 发表时间: 2012
• 作者: Inoue A;Kawakami N;Tsuno K;Shimazu A;Tomioka K;Nakanishi M;齋藤亜希;T. Yokoyama and M. Eto;Yusuke MUKUHIRA;津野香奈美;Yusuke MUKUHIRA;高山祐三
• 通讯作者: 高山祐三