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脳活動リアルタイムイメージングのための高速光計測法の開発

研究報告コード R013000473
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 高島 一郎
  • 飯島 敏夫
  • 梶原 利一
  • 菰淵 寛仁
  • 森中 康弘
研究者所属機関
  • 産業技術総合研究所(旧電子技術総合研究所)
  • 産業技術総合研究所(旧電子技術総合研究所)
  • 産業技術総合研究所(旧電子技術総合研究所)
  • 松下電器産業(株)先端技術研究所次世代デバイス研究グループ
  • 松下電器産業(株)先端技術研究所次世代デバイス研究グループ
研究機関
  • 松下電器産業(株)先端技術研究所次世代デバイス研究グループ
  • 産業技術総合研究所(旧電子技術総合研究所)
報告名称 脳活動リアルタイムイメージングのための高速光計測法の開発
報告概要 脳の神経活動ならびに代謝活動をリアルタイムで高速イメージングするための高速光計測法の研究開発を行った。研究期間中,以下の仕様を有する光計測装置を完成させた。
(1)CCD撮像素子を使用(1/3インチサイズの市販品および1.2インチサイズのカスタム品),
(2)ショットノイズS/Nが68dB以上,
(3)毎秒300~1300フレームの撮像レート,
(4)1インチサイズ撮像素子面に均一光量(>95%)を確保する光学系,
(5)ウィンドウズベースGUIの計測ソフトウェア。
開発した計測装置を用いれば,
(A)膜電位感受性色素由来の外因性光シグナル(1次シグナル),
(B)組織の酸素消費/局所血液量変化由来の内因性光シグナル(2次シグナル),
の両方を高解像度,高感度,高S/Nで記録できることを示した。さらに,同一動物個体標本から1次シグナルによる神経活動マップと2次シグナルによる代謝活動マップを記録し,両者を定量的に比較解析する手法の確立を行った。(図1)
画像

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R013000473_01SUM.gif
研究分野
  • 生物科学研究法一般
  • 中枢神経系
  • 生体計測
  • 医用画像処理
関連発表論文 (1)I. Takashima, M. Ichikawa and T. Iijima: High-speed CCD imaging system for monitoring neural activity in vivo and in vitro, using a voltage-sensitive dye, Journal of Neuroscience Methods, 91, pp.147-159 (1999)
(2)I. Takashima, R. Kajiwara, K. Murano, T. Iijima, Y. Morinaka and H. Komobuchi: High-speed high-resolution epifluorescence imaging system using CCD sensor and digital storage, for neurobiological research, Proceedings of SPIE (2000, in press)
(3)R. Kajiwara, I. Takashima, K. Murano, Y. Mimura and T. Iijima: High-speed videography system using a pair of imagers for biological applications, Proceedings of SPIE (2000, in press)
研究制度
  • 共同研究等促進事業、秋田県「脳活動に伴う二次信号の計測とその発生機序に関する研究」/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 高島 一郎,飯島 敏夫,梶原 利一,菰淵 寛仁,森中 康弘. 高速光計測法. 共同研究等促進事業 秋田地区「脳活動に伴う二次信号の計測とその発生機序に関する研究」共同研究終了報告書,2000. p.50 - 57.

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