集光フェムト秒レーザー照射に伴う単一神経細胞の電気生理学的特性

カテゴリ: 部門大会

論文No: TC3-2-1

グループ名: 【C】2023年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2023/08/23

タイトル(英語): Electrophysiological properties of single neurons with a focused femtosecond laser

著者名: 瀬川 夕海（大阪公立大学）,増井 恭子（大阪公立大学）,細川 千絵（大阪公立大学）

著者名(英語): Yumi Segawa (Osaka Metropolitan University),Kyoko Masui (Osaka Metropolitan University),Chie Hosokawa (Osaka Metropolitan University)

キーワード: フェムト秒レーザー|培養神経回路網|蛍光カルシウムイメージング|パッチクランプ計測|femtosecond laser|cultured neuronal networks|fluorescence calcium imaging|patch clamp recordings

要約(日本語): 神経細胞間のシナプス伝達効率や神経活動の時空間パターンは，刺激入力に応じて動的に変化する．外部刺激と誘発応答の関係性の理解は，脳の情報伝達機構の解明に役立つ．我々は集光フェムト秒レーザーを用いた高空間精度で非侵襲な単一神経細胞の刺激を提案している．今回，フェムト秒レーザー照射に伴う神経細胞の電気生理学的特性を評価した．フェムト秒レーザー (中心波長800 nm，パルス幅~100 fs，繰り返し周波数82 MHz)を海馬由来培養神経細胞に集光すると，照射した細胞内のCa²⁺濃度が上昇した．パッチクランプ計測により，照射した神経細胞においてスパイク間隔が20―60 ms程度の高頻度の活動電位が誘発されることを明らかにした．これらの結果は，集光フェムト秒レーザーにより単一神経細胞の活動パターン変化を誘発できることを示し，本手法が神経回路網の結合特性の解明に有効であることを示唆する．