プロジェクト内容

極みプロジェクトでは、近年発達が著しい光遺伝学(オプトジェネティクス)を用いた細胞機能操作を搭載した顕微鏡を開発し、高次脳機能操作や植物細胞幹細胞化プロセスの可視化などに応用します。 従来の空間的・時間的操作性を欠く細胞光操作法を脱却するために、デジタルホログラフィー技術による空間と時間の4次元的な光操作を実現します。

コア技術

  • プログラマブル3次元光刺激と3次元同時観察可能
  • マルチモーダル(蛍光,位相,偏光,波長) :多重記録
  • 計算機再構成(オートフォーカス)

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プロジェクト詳細

(1)組織内における細胞活動の4D計測

組織内における細胞活動の4D計測

組織内における細胞活動の4D計測

(2)光操作による植物幹細胞化プロセス解明と制御 玉田 洋介氏(基礎生物学研究所)との共同研究

通常の発生-傷害による幹細胞化-植物体の再生

より自然な状態のイメージングへ

葉などを切り離して2次元に展開して観察

葉などを切り離して2次元に展開して観察の様子

(3)光操作による動物の行動制御

階層的光生体インターフェイスの実装

光操作による動物の行動制御

光操作による動物の行動制御


応用例

(1)肺がん細胞の蛍光3次元イメージング

細胞内小器官の画像化と抽出して操作を目指す

細胞内小器官の画像化と抽出して操作を目指す

肺がん細胞の蛍光3次元イメージングフォーカス像

肺がん細胞の蛍光3次元イメージング2個を選択的照射した 蛍光ホログラム

肺がん細胞の蛍光3次元イメージング再生像

肺がん細胞の蛍光3次元イメージング

肺がん細胞の蛍光3次元イメージング

(2)高次脳機能の創成

高次脳機能の創成2光子顕微鏡

高次脳機能の創成

高次脳機能の創成輝度変化を数値化→ホログラフィック刺激による学習操作