世界初 量子計測とAIによる新手法 神経伝達物質の高速検出・識別に成功 ~神経疾患の詳細な理解へ期待~

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2020-07-09 大阪大学,科学技術振興機構

ポイント
  • 神経伝達物質であるドーパミン、ノルアドレナリン、セロトニンを高速・高空間分解能で直接検出する手法を開発。
  • 機械学習の適用により、これまでは1分子で識別できなかった神経伝達物質を1分子で識別することが可能に。
  • 神経伝達物質の放出を直接検出する手法の開発や疾患の解明に期待。

大阪大学 産業科学研究所の小本 祐貴 助教、谷口 正輝 教授、鷲尾 隆 教授らのグループと、大阪大学 大学院生命機能研究科の八木 健 教授らの研究グループは、神経伝達物質を単一分子レベルで検出・識別する手法を世界で初めて開発しました。

神経伝達物質は神経活動や疾患と関与するため、脳内の神経伝達物質の計測は重要ですが、脳内の神経伝達物質の計測を、脳内の複数の神経伝達物質を選択的に、高速、高空間分解能をもって計測することは困難でした。

今回、研究グループは、単一分子を検出する単分子計測に機械学習を用いた解析手法を適用することで、神経伝達物質の分子選択性を飛躍的に向上させ、神経伝達物質をナノメートルスケール、10ミリ秒で1分子ずつ識別できる新たな検出手法を開発することに成功しました。これにより、脳内の神経伝達物質選択的な直接計測が見込まれ、神経疾患の詳細な理解が期待されます。

本研究成果は、英国科学誌「Scientific Reports」に、2020年7月9日(日本時間)に公開されます。

本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 CRESTの鷲尾チームの研究の一環として行われました。

詳しい資料は≫

<論文タイトル>
“Time-resolved neurotransmitter detection in mouse brain tissue using an artificial intelligence-nanogap”
DOI:10.1038/s41598-020-68236-3
<お問い合わせ先>
<研究に関すること>

谷口 正輝(タニグチ マサテル)
大阪大学 産業科学研究所 教授

<JST事業に関すること>

嶋林 ゆう子(シマバヤシ ユウコ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ

<報道担当>

大阪大学 産業科学研究所 広報室

科学技術振興機構 広報課

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