分散培養系における細胞外電位からの閾値下情報抽出法の検討

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC3-6

グループ名: 【C】2022年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2022/08/24

タイトル(英語): A Method for Extracting Subthreshold Information from Extracellular Potentials in Dissociated Culture of Neurons

著者名: 小林 透己（東京大学）,朝比奈 昂洋（東京大学）,古川 拓磨（東京大学）,張 智翔（東京大学）,榛葉 健太（東京大学）,小谷 潔（東京大学）,神保 泰彦（東京大学）

著者名(英語): Toki Kobayashi (The University of Tokyo),Takahiro Asahina (The University of Tokyo),Takuma Furukawa (The University of Tokyo),Chih-Hsiang Chang (The University of Tokyo),Kenta Shimba (The University of Tokyo),Kiyoshi Kotani (The University of Tokyo),Yasuhiko Jimbo (The University of Tokyo)

キーワード: 高密度微小電極アレイ|細胞外電位計測|光遺伝学|神経回路|分類器シナプス結合|High Density Micro Electrode Array|Extracellular Potential Measurement|Optogenetics|Neuronal Network|ClassifierSynaptic Connection

要約(日本語): 神経回路の細胞外電位計測は，長期多点での計測が可能な手法であるが，閾値下の電位変動の検出は困難である．本研究では，閾値下の情報の検出にむけ，信号にシナプス前細胞の情報が含まれることの確認を目的とした．ラット胎児より大脳皮質細胞を採取し，高密度微小電極アレイ上で培養した．アデノ随伴ウィルスを感染させ，神経細胞にチャネルロドプシン2を発現させた．光刺激によって単一の細胞を興奮させ，細胞周囲の電極から細胞外電位を計測した．結果，詳細な空間情報をもち，再現性の高い電気活動データが得られた．次に，複数の神経細胞から入力を受け発火した細胞について，生データと刺激位置のラベルを教師データとし，未学習のデータの刺激位置を識別した．結果，発火前の情報により識別が可能であり，細胞外電位にシナプス結合の情報が含まれることが示唆された．本研究は，シナプス結合を長期・多点で直接評価できる手法の確立に繋がる．