| 講演名 | 2022-09-29 神経アンサンブルの機能特性解析のための人工神経細胞回路の構築 室田 白馬(東北大), 山本 英明(東北大), 住 拓磨(東北大), 佐藤 茂雄(東北大), 平野 愛弓(東北大), |
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| 抄録(和) | 本研究では，ポリジメチルシロキサン製のマイクロ流路を用いた細胞パターニング技術を応用し，哺乳類大脳皮質で見られるようなモジュール性結合を分散培養系（in vitro）で再現した人工神経細胞回路を作製した．この人工神経細胞回路の自発活動を計測したところ，様々な神経アンサンブル活動が見られ，また相関係数による評価では，離れた神経細胞集団間の同期性が低下していることが分かった．さらに，この人工神経細胞回路に光刺激を入力すると，多くのサンプルにおいて刺激を入れた箇所とその近傍の細胞集団のみ活動が誘発された．これらの結果は，本実験系がin vitroにおける神経アンサンブルの機能特性解析に有用であることを示唆している． |
| 抄録(英) | In this study, we applied cell patterning technology using polydimethylsiloxane microfluidics to fabricate artificial neuronal networks with modular connectivity, a network topology that characterizes the mammalian cortex. Spontaneous activity of the artificial neuronal networks was recorded by fluorescence calcium imaging, and various neuronal ensemble activities were observed. Evaluation of network activity by correlation coefficients revealed that the modular patterning reduced synchrony between distant neuronal populations. Furthermore, using optogenetics technology to apply local stimulation to the artificial neuronal network, we found that evoked activity tended to be confined to the cell population at and near the point of the stimulation. These results suggest that this experimental system is useful for the functional characterization of neuronal ensembles in vitro. |
| キーワード(和) | 培養神経回路 / 細胞パターニング / 神経アンサンブル / オプトジェネティクス |
| キーワード(英) | Cultured Neuronal Network / Cell Patterning / Neuronal Ensembles / Optogenetics |
| 資料番号 | NC2022-32 |
| 発行日 | 2022-09-22 (NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / MBE |
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| 開催期間 | 2022/9/29(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東北大学 |
| 開催地（英） | Tohoku Univ. |
| テーマ（和） | 脳アーキテクチャー, 一般（NC, ME） |
| テーマ（英） | Brain Architecture, NC, ME |
| 委員長氏名（和） | 山川 宏(東大) / 堀 潤一(新潟大) |
| 委員長氏名（英） | Hiroshi Yamakawa(Univ of Tokyo) / Junichi Hori(Niigata Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 田中 宏和(東京都市大学) / 吉田 久(近畿大) |
| 副委員長氏名（英） | Hirokazu Tanaka(Tokyo City Univ.) / Hisashi Yoshida(Kinki Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 寺島 裕貴(NTT) / 西田 知史(NICT) / 奥野 竜平(摂南大) / 辛島 彰洋(東北工大) |
| 幹事氏名（英） | Hiroki Terashima(NTT) / Satoshi Nishida(NICT) / Ryuhei Okuno(Setsunan Univ) / Akihiro Karashima(Tohoku Inst. of Tech.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 田和辻 可昌(早大) / 栗川 知己(関西医科大) / 湯田 恵美(東北大) / 金子 美樹(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Yoshimasa Tawatsuji(Waseda Univ.) / Tomoki Kurikawa(KMU) / Emi Yuda(Tohoku Univ) / Miki Kaneko(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 神経アンサンブルの機能特性解析のための人工神経細胞回路の構築 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Fabrication of artificial neuronal networks for analyzing neuronal ensemble functions |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 培養神経回路 / Cultured Neuronal Network |
| キーワード(2)（和/英） | 細胞パターニング / Cell Patterning |
| キーワード(3)（和/英） | 神経アンサンブル / Neuronal Ensembles |
| キーワード(4)（和/英） | オプトジェネティクス / Optogenetics |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 室田 白馬 / Hakuba Murota |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山本 英明 / Hideaki Yamamoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 住 拓磨 / Takuma Sumi |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 佐藤 茂雄 / Shigeo Sato |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 平野 愛弓 / Ayumi Hirano |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 東北大学(略称：東北大) Tohoku University(略称：Tohoku Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-09-29 |
| 資料番号 | NC2022-32 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | NC-195 |
| ページ範囲 | pp.1-4(NC), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2022-09-22 (NC) |