微細加工表面を用いた培養神経回路の構造機能制御―多細胞システムにおける情報処理の理解と応用を目指して―

山本 英明  平野 愛弓  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J102-C   No.12   pp.340-347
公開日: 2019/11/13
Online ISSN: 1881-0217
DOI: 
論文種別: 招待論文
専門分野: 有機エレクトロニクス
キーワード: 
バイオエレクトロニクス,  生体情報処理,  微細加工,  ナノバイオ,  培養神経回路,  

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あらまし: 
神経細胞という不安定なケミカルマシンに基づいて構成されながら,生物の脳は自律的に,そして高い電力効率で高度な情報処理を実現する.次世代超スマート社会の実現に向けて,このような脳の情報処理様式は,エッジデバイスの低消費電力化やビッグデータからの特徴抽出を実現するためのモデルとして用いられ,大きなブレイクスルーをもたらしている.私たちは,脳情報処理の本質は「どの細胞同士が,どの方向に,どのような強度で接続されているか」というネットワークの接続構造に埋め込まれていると考え,それをボトムアップに解析するための新しい細胞培養系の創生を目指して研究を進めてきた.本論文では,単一細胞,2細胞回路ユニット,そして局所回路のスケールにおける培養神経細胞のパターニングと,その解析を通じて得られた知見について紹介する.