OIST,膜電位を使い脳の活動をイメージング

沖縄科学技術大学院大学(OIST)の研究グループは,膜電位を使って脳の活動を測定するイメージング法をまとめた(ニュースリリース)。

研究グループは,20年にわたる研究を「膜電位イメージング」法の入門として「Frontiers of Cellular Neuroscience」にまとめた。この研究は蛍光色素標識と顕微鏡を多角的に組み合わせて脳の活動を視覚化するもの。これにより培養組織及び覚醒している動物のいずれでも,個々のニューロンと脳の切片全体を研究することができる。

活動中の脳を画像化するためにはまず,蛍光色素を組織またはひとつの細胞に注入する。色素分子の蛍光色は光センサーによって検出される。次に細胞膜に素早く電気ショックを与える。電気ショックにより細胞膜が瞬間的に開かれ,色素分子が膜を通過し,細胞内に送りこまれ,この色素分子を利用する。

蛍光色素分子は常に発光し,脳細胞が活性化されるとインパルスが細胞に沿って移動する。これにより,色素分子の電子構造と発光強度が変化する。研究グループは,センサーを用いてこの変化を検出し,脳内で何が起こっているのかについて調べる。

昨年,この研究によって研究グループは,覚醒しているマウスの特定のニューロンがどのように活性化されるかについて世界で初めての視覚化に成功し,脳細胞による情報処理の重要なステップが明らかになり,行動がどのように発現するかについての示唆が得られた。

この方法は,ナノ秒というごく短時間で脳の活動の変化を必要に応じて素早く捉えられるという。研究グループは,使用される蛍光色素は脳内に安全に数週間とどまるので,より複雑で長期に及ぶ研究が可能になるとしている。

キーワード:

関連記事

  • 新潟大ら,頭蓋骨を透明化するシースルー法を開発

    新潟大学と理化学研究所は,生きている動物の頭蓋骨を観察するときだけ高度に透明化して脳内を非侵襲的に観察するための頭蓋骨透明化技術「シースルー法」を開発した(ニュースリリース)。 行動や疾患に伴い,脳内では何が起きているの…

    2025.08.28
  • 科学大,粘度測定を実現する蛍光色素の設計指針確立

    東京科学大学の研究グループは,凝集誘起発光色素(AIE色素)の粘度応答性発光を実験と理論の両面から系統的に調査し,従来の分子ローターと呼ばれる蛍光粘度センサーよりも高感度な分子の設計指針を確立した(ニュースリリース)。 …

    2025.08.08
  • 岡山大ら,線虫の脂質分布を可視化する新手法を開発

    岡山大学,甲南大学は,線虫(Caenorhabditis elegans)の体内構造を保持したまま連続切片を取得し,脂質分布を三次元的に可視化する質量分析イメージング手法を開発した(ニュースリリース)。 線虫は,発生生物…

    2025.07.15
  • 京大,動物脳内で蛍光センサーを合成する手法を開発

    京都大学の研究グループは,生きた動物脳内の特定受容体上で蛍光センサー分子を化学合成する新規手法を開発した(ニュースリリース)。 以前の遺伝子操作を伴わずに動物脳内の天然に存在する受容体を化学修飾する,脳内リガンド指向性化…

    2025.06.03
  • 理研,テラヘルツ波による細胞膜の相転移誘起を発見

    理化学研究所(理研)は,テラヘルツ照射が細胞膜の相転移を誘起する現象を発見した(ニュースリリース)。 THz波はマイクロ波やミリ波よりも高周波数の電磁波であり,次世代無線通信(6G)などの産業利用が期待されている。また,…

    2025.05.21

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア