研究成果

3Dスキャンを用いて異なるスケールの脳活動を連結する技術を開発 -ミクロな神経回路網とマクロな脳解剖領域とを橋渡しする-


2019年06月04日


     下野昌宣 医学研究科特定准教授、伊出沙耶 同研究員、梶原基 同修士課程学生、今井宏彦 情報学研究科助教らの研究グループは、3Dスキャン技術を解剖生理学に応用し、細胞分布のスケールに迫る精度で、脳全体のスキャン画像を重ね合わせられることを実証しました。

     本研究は、工学領域では活発に用いられている3Dスキャナーを、ウェット系の生理実験の現場にはじめて導入しました。今回用意した実験手順(3D-NEOプロトコル)により、3Dスキャンで脳表面を計測する時のノイズレベルを小さく抑え、細胞分布の解像度に迫る重ね合わせの精度を実現することができました。

     その結果、摘出した脳から作成するスライスの位置を、摘出前にMRIで計測した脳の座標の上に正確に埋め込む事に成功しました。ミクロな神経回路網とマクロな脳解剖領域とを橋渡しし、脳のさまざまなスケールの活動を連続的に分析することを可能にする技術です。

     本研究によって、細胞スケールの研究と解剖学スケールの研究の間での連携と情報交換が促進され、新たな発見を育むことが期待されます。今後、複数の技術を結集して、精神疾患や脳の発達過程などの探求への応用も示唆されます。

     本研究成果は、2019年5月13日に、国際学術誌「JoVE」(動画ジャーナル)にオンライン掲載されました。

    図:3Dスキャン技術が、脳全体の解剖学(橋の左側)と細胞生理学(橋の右側)を連続的に分析できる橋渡しとなる事を象徴したイメージ図。

    詳しい研究内容について

    書誌情報

    【DOI】 https://doi.org/10.3791/58911

    Saya Ide, Motoki Kajiwara, Hirohiko Imai, Masanori Shimono (2019). 3D Scanning Technology Bridging Microcircuits and Macroscale Brain Images in 3D Novel Embedding Overlapping Protocol. Journal of Visualized Experiments, 147:e58911.


    3Dスキャンを用いて異なるスケールの脳活動を連結する技術を開発 -ミクロな神経回路網とマクロな脳解剖領域とを橋渡しする-
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