일본산업뉴스요약

신경세포의 계측∙자극 하나로
고베대학 등 광학현미경시스템 개발

고베대학대학원 의학연구과의 와키(和気) 교수와 교토공예섬유대학 전기전자공학계의 아와쓰지(粟辻) 교수, 우츠노미야대학 옵틱교육연구센터의 하야사키(早崎) 교수는 신경세포의 계측과 자극을 하나로 만든 광학현미경시스템을 개발했다. 3차원 형광 계측의 정보를 토대로 여러 개의 세포를 자극하여 기능을 발휘할 수 있다. 매우 짧은 시간에 발생하는 현상을 동시에 관찰할 수 있다. 신경회로의 재구축 및 고차 뇌 기능의 해명, 식물에 응용한 세포배양 등으로 이어진다.

연구팀은 빛의 기록과 재현을 실시하는 홀로그래피 기술을 이용해 계측과 자극의 일체화를 가능하게 만들었다. 세포의 3차원 위치정보를 고속으로 시각화하기 위해 형광 단백질을 이용한 세포로부터의 빛을 확대해 강도 및 나아가는 방향을 제어한다. 빛의 전반 계산을 사용해 3차원 데이터를 재구성한다.

그 데이터를 토대로 빛의 발생 장소를 여러 개 설치한다. 정확한 3차원 조명으로 복수의 세포를 일제히 자극했을 때의 반응을 1회의 계측으로 관찰할 수 있다. 빛의 자극은 3차원 공간과 시간 축으로 조작할 수 있다.

현재 동시에 자극 가능한 세포가 5개 정도이기 때문에 앞으로는 자극의 강도 향상을 연구한다. 계측의 고감도화도 추진해 실용화를 목표로 한다.

연구 성과는 미국 과학지 옵틱 레터스에 게재되었다.

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