2025年 | プレスリリース・研究成果

【本学研究者情報】

〇大学院薬学研究科　薬理学分野
教授　佐々木拓哉
研究室ウェブサイト

【概要】

豊橋技術科学大学電気・電子情報工学系の関口寛人准教授、電気・電子情報工学専攻の博士前期課程 篠原豪太氏と東北大学大学院薬学研究科の佐々木拓哉教授、鹿山将特任研究員らは、生体組織深部において高精度に神経活動を制御し、多点で神経活動を同時記録することを可能とするマイクロLEDと神経電極を一体化したハイブリッドプローブを開発しました。

近年では、光遺伝学的手法(注１)を利用して、生体の外部から光のみを当てることで、神経細胞の活動を制御することが可能になっています。しかし、従来の光ファイバーを用いた手法では、単一の神経集団の制御に限られ、複数の領域を同時に精密に操作することが困難でした。また、光刺激のみでは神経ネットワークの情報処理や伝播の複雑なメカニズムを完全には解明できないため、誘発された神経活動を高解像度で計測する技術が求められていました。

今回、本研究グループは、独自の接合技術を用いて、光刺激と神経活動記録を同時に行えるよう多点マイクロLEDと神経電極をハイブリッド統合する神経科学プローブを開発しました。この新しいハイブリッドプローブを使用して、マウス脳内で光刺激が特定の神経活動を誘導する様子を高い空間・時間分解能で記録することに成功しました。本研究成果は、神経ネットワークの理解を飛躍的に進展させる可能性を秘めており、神経疾患の新たな治療法開発や、神経科学研究の革新につながることが期待されています。

本研究成果は、2025年２月６日（木）に「Applied Physics Express」にオンライン掲載されました。

【用語解説】

注１：光遺伝学的手法
遺伝子導入によって特定の波長の光を当てると活性が変化するタンパク質を発現させることで、狙った神経細胞の活動を光で制御する手法である。代表的なタンパク質として知られるチャネルロドプシン２は、青色の光によって神経活動時のナトリウムイオンを細胞内に流入でき、人為的に標的の神経細胞の神経活動を誘発できる。

【論文情報】

タイトル：Hybrid Probe Combining MicroLED and Neural Electrode for Precise Neural Modulation and Multi-Site Recording
著者： Gota Shinohara, Tasuku Kayama, Ayumu Okui, Wataru Oda, Atsuhi Nishikawa, Alexander Loesing, Nahoko Kuga, Takuya Sasaki, Hiroto Sekiguchi
掲載誌：Applied Physics Express
DOI：10.35848/1882-0786/adaf0a

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学大学院薬学研究科 薬理学分野
教授 佐々木拓哉（ささき たくや）
TEL：022-795-5503
Email：takuya.sasaki.b4*tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学大学院薬学研究科・薬学部 総務係
TEL：022-795-6801
Email：ph-som*grp.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）