研究者詳細

顔写真

ヤマモト　ヒデアキ
山本　英明
Hideaki Yamamoto
所属
電気通信研究所　計算システム基盤研究部門　ナノ集積デバイス・システム研究室
職名
准教授
学位

  • 博士（工学）（早稲田大学）

  • 修士（工学）（早稲田大学）

プロフィール

学術変革領域研究(A)「バイオ超越」 https://www.mnbc.riec.tohoku.ac.jp/ （2024～2028年度）

学術変革領域研究(B)「多細胞バイオ計算」 https://www.mnbc.riec.tohoku.ac.jp/Areas_B/ （2021～2023年度）

経歴 11

  • 2020年1月 ～ 継続中
    東北大学　電気通信研究所　准教授

  • 2020年1月 ～ 継続中
    東北大学　材料科学高等研究所　准教授 (兼任)

  • 2020年1月 ～ 継続中
    東北大学　工学部 電気情報物理工学科　准教授 (兼任)

  • 2020年1月 ～ 継続中
    東北大学　大学院工学研究科 電子工学専攻　准教授 (兼任)

  • 2018年10月 ～ 2022年3月
    JST　さきがけ研究者

  • 2018年5月 ～ 2019年12月
    東北大学　材料科学高等研究所　助教

  • 2018年5月 ～ 2019年3月
    ミュンヘン工科大学　Institute for Advanced Study　Visiting Fellow

  • 2014年4月 ～ 2018年4月
    東北大学　学際科学フロンティア研究所　助教

  • 2013年4月 ～ 2014年3月
    早稲田大学　高等研究所　助教

  • 2010年4月 ～ 2013年3月
    東京農工大学　工学部 生命工学科　日本学術振興会特別研究員(SPD)

  • 2007年4月 ～ 2010年3月
    早稲田大学　大学院先進理工学研究科　日本学術振興会特別研究員(DC1/PD)

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学歴 3

  • 早稲田大学大学院　先進理工学研究科　ナノ理工学専攻 博士後期課程

    2007年4月 ～ 2009年3月

  • 早稲田大学大学院　理工学研究科　ナノ理工学専攻 修士課程

    2005年4月 ～ 2007年3月

  • 早稲田大学　理工学部　電子・情報通信学科

    2001年4月 ～ 2005年3月

委員歴 16

  • 日本神経回路学会　代議員

    2025年4月 ～ 継続中

  • 応用物理学会　機関誌企画・編集委員会 委員

    2025年4月 ～ 継続中

  • 文部科学省教科用図書検定調査審議会　臨時委員

    2022年4月 ～ 継続中

  • 日本ナノメデイシン交流協会　理事

    2017年4月 ～ 継続中

  • 日本神経回路学会　理事

    2021年4月 ～ 2025年3月

  • 応用物理学会　プログラム編集委員

    2020年4月 ～ 2024年9月

  • IEEE World Congress on Computational Intelligence (WCCI) 2024　Exhibition Chair

    2022年7月 ～ 2024年7月

  • 2024 International Conference on Molecular Electronics & Bioelectronics (M&BE11)　実行委員

    2023年5月 ～ 2024年6月

  • 応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会　幹事

    2020年4月 ～ 2024年3月

  • 31st International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN2022)　Programme Committee

    2022年3月 ～ 2022年9月

  • 文部科学省教科用図書検定調査審議会　専門委員

    2020年10月 ～ 2022年3月

  • Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA), IEICE 『Special Section on Nonlinear Dynamical Aspects of Edge Computing and Neuromorphic Hardware』編集委員会　編集委員

    2021年3月 ～ 2021年10月

  • 日本表面科学会　会誌電子化委員会 委員

    2008年7月 ～ 2017年12月

  • 日本神経回路学会 第30回全国大会　実行副委員長

    2020年12月 ～

  • 国際会議 11th International Symposium on Nanomedicine (11th ISNM)　運営委員

    2017年12月 ～

  • 国際会議 2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2017)　実行委員

    2017年12月 ～

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所属学協会 4

  • 日本神経回路学会

  • 電子情報通信学会

  • 日本表面真空学会

  • 応用物理学会

研究キーワード 8

  • バイオエレクトロニクス

  • 神経ネットワーク

  • 培養神経細胞

  • 自己組織化単分子膜

  • バイオインターフェース

  • 表面工学

  • ナノ加工

  • 半導体プロセス

研究分野 2

  • 情報通信 / 生命、健康、医療情報学 /

  • ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス /

受賞 9

  1. 研究奨励賞

    2024年5月　一般財団法人みやぎ産業科学振興機構　半導体技術に基づく細胞操作とその神経科学応用に関する研究

  2. 令和5年度（第13回）RIEC Award本賞

    2024年2月　一般財団法人電気通信工学振興会　マイクロ加工基板を用いた大脳皮質神経回路の培養系モデルの開発と応用

  3. 第20回論文賞

    2022年9月　応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会

  4. 講演奨励賞(若手研究者部門)

    2020年2月　公益社団法人日本表面真空学会　微細加工基板を用いた神経回路ダイナミクスの in vitro 制御

  5. 第23回青葉工学研究奨励賞

    2017年12月　一般財団法人青葉工学振興会　バイオ界面設計に基づく実細胞操作による機能的神経回路の人工再構成

  6. トーキン財団奨励賞

    2017年3月　公益財団法人トーキン科学技術振興財団

  7. 第74回応用物理学会秋季学術講演会 Poster Award（共同受賞）

    2013年9月　応用物理学会　マイクロ加工基板上での単一神経細胞の長期培養

  8. 5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology (ISSS-5) Best Poster Prize

    2008年11月　5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology (ISSS-5)　Enhancement of hydrofluoric acid resistivity in octadecylsilane self-assembled monolayers induced by post-deposition annealing

  9. 日本表面科学会 第27回表面科学講演大会 講演奨励賞（スチューデント部門）

    2008年2月　日本表面科学会 第27回表面科学講演大会　大規模分子シミュレーションによる有機シランSAM/SiO2界面構造に関する研究

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論文 102

  1. Precision Microfluidic Control of Neuronal Ensembles in Cultured Cortical Networks 査読有り

    Hakuba Murota, Hideaki Yamamoto, Nobuaki Monma, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata

    Advanced Materials Technologies　10　(4)　2400894　2025年2月19日

    DOI： 10.1002/admt.202400894 　

    ISSN：2365-709X

  2. Directional intermodular coupling enriches functional complexity in biological neuronal networks 査読有り

    Nobuaki Monma, Hideaki Yamamoto, Naoya Fujiwara, Hakuba Murota, Satoshi Moriya, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeo Sato

    Neural Networks　184　106967-106967　2024年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.neunet.2024.106967 　

    ISSN：0893-6080

  3. In silico modeling of reservoir-based predictive coding in biological neuronal networks on microelectrode arrays 査読有り

    Yuya Sato, Hideaki Yamamoto, Yoshitaka Ishikawa, Takuma Sumi, Yuki Sono, Shigeo Sato, Yuichi Katori, Ayumi Hirano-Iwata

    Japanese Journal of Applied Physics　63　(10)　108001　2024年10月7日

    DOI： 10.35848/1347-4065/ad7ec1 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

  4. Enhanced responses to inflammatory cytokine interleukin-6 in micropatterned networks of cultured cortical neurons 査読有り

    Mamoru Sakaibara, Hideaki Yamamoto, Hakuba Murota, Nobuyuki Monma, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata

    Biochemical and Biophysical Research Communications　149379　2023年12月21日

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.bbrc.2023.149379 　

    ISSN：0006-291X

  5. Modular architecture facilitates noise-driven control of synchrony in neuronal networks 査読有り

    Hideaki Yamamoto, F. Paul Spitzner, Taiki Takemuro, Victor Buendía, Hakuba Murota, Carla Morante, Tomohiro Konno, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata, Anna Levina, Viola Priesemann, Miguel A. Muñoz, Johannes Zierenberg, Jordi Soriano

    Science Advances　9　(34)　eade1755　2023年8月25日

    出版者・発行元： American Association for the Advancement of Science (AAAS)

    DOI： 10.1126/sciadv.ade1755 　

    eISSN：2375-2548

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    High-level information processing in the mammalian cortex requires both segregated processing in specialized circuits and integration across multiple circuits. One possible way to implement these seemingly opposing demands is by flexibly switching between states with different levels of synchrony. However, the mechanisms behind the control of complex synchronization patterns in neuronal networks remain elusive. Here, we use precision neuroengineering to manipulate and stimulate networks of cortical neurons in vitro, in combination with an in silico model of spiking neurons and a mesoscopic model of stochastically coupled modules to show that (i) a modular architecture enhances the sensitivity of the network to noise delivered as external asynchronous stimulation and that (ii) the persistent depletion of synaptic resources in stimulated neurons is the underlying mechanism for this effect. Together, our results demonstrate that the inherent dynamical state in structured networks of excitable units is determined by both its modular architecture and the properties of the external inputs.

  6. Biological neurons act as generalization filters in reservoir computing 査読有り

    Takuma Sumi, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori, Koki Ito, Satoshi Moriya, Tomohiro Konno, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata

    Proceedings of the National Academy of Sciences　120　(25)　2023年6月12日

    出版者・発行元： Proceedings of the National Academy of Sciences

    DOI： 10.1073/pnas.2217008120 　

    ISSN：0027-8424

    eISSN：1091-6490

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    Reservoir computing is a machine learning paradigm that transforms the transient dynamics of high-dimensional nonlinear systems for processing time-series data. Although the paradigm was initially proposed to model information processing in the mammalian cortex, it remains unclear how the nonrandom network architecture, such as the modular architecture, in the cortex integrates with the biophysics of living neurons to characterize the function of biological neuronal networks (BNNs). Here, we used optogenetics and calcium imaging to record the multicellular responses of cultured BNNs and employed the reservoir computing framework to decode their computational capabilities. Micropatterned substrates were used to embed the modular architecture in the BNNs. We first show that the dynamics of modular BNNs in response to static inputs can be classified with a linear decoder and that the modularity of the BNNs positively correlates with the classification accuracy. We then used a timer task to verify that BNNs possess a short-term memory of several 100 ms and finally show that this property can be exploited for spoken digit classification. Interestingly, BNN-based reservoirs allow categorical learning, wherein a network trained on one dataset can be used to classify separate datasets of the same category. Such classification was not possible when the inputs were directly decoded by a linear decoder, suggesting that BNNs act as a generalization filter to improve reservoir computing performance. Our findings pave the way toward a mechanistic understanding of information representation within BNNs and build future expectations toward the realization of physical reservoir computing systems based on BNNs.

  7. Impact of modular organization on dynamical richness in cortical networks. 査読有り

    Yamamoto H, Moriya S, Ide K, Hayakawa T, Akima H, Sato S, Kubota S, Tanii T, Niwano M, Teller S, Soriano J, Hirano-Iwata A

    Science Advances　4　(11)　eaau4914　2018年11月

    DOI： 10.1126/sciadv.aau4914 　

  8. Differential neurite outgrowth is required for axon specification by cultured hippocampal neurons 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Takanori Demura, Mayu Morita, Gary A. Banker, Takashi Tanii, Shun Nakamura

    JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY　123　(6)　904-910　2012年12月

    DOI： 10.1111/jnc.12001 　

    ISSN：0022-3042

  9. Analog VLSI Implementation of Subthreshold Spiking Neural Networks and Its Application to Reservoir Computing 査読有り

    Satoshi Moriya, Masaya Ishikawa, Satoshi Ono, Hideaki Yamamoto, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas, Shigeo Sato

    IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers　1-12　2025年

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tcsi.2025.3550876 　

    ISSN：1549-8328

    eISSN：1558-0806

  10. Design of mixed-signal LSI with analog spiking neural network and digital inference circuits for reservoir computing, 査読有り

    Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Masaya Ishikawa, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas, Shigeo Sato

    Proc. IEEE World Congress on Computational Intelligence　1-6　2024年6月

    DOI： 10.1109/IJCNN60899.2024.10649999 　

  11. Numerical study on physical reservoir computing with Josephson junctions 査読有り

    Kohki Watanabe, Yoshinao Mizugaki, Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Taro Yamashita, Shigeo Sato

    IEEE Transactions on Applied Superconductivity　34　(3)　1-4　2024年5月

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/tasc.2024.3350576 　

    ISSN：1051-8223

    eISSN：1558-2515 2378-7074

  12. Integrating predictive coding with reservoir computing in spiking neural network model of cultured neurons 査読有り

    Yoshitaka Ishikawa, Takumi Shinkawa, Takuma Sumi, Hideyuki Kato, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　2024年

    DOI： 10.1587/nolta.15.432 　

  13. Two-dimensional water-molecule-cluster layers at nanobubble interfaces 査読有り

    Michio Niwano, Teng Ma, Kazuki Iwata, Daisuke Tadaki, Hideaki Yamamoto, Yasuo Kimura, Ayumi Hirano-Iwata

    Journal of Colloid and Interface Science　652, Part B　1775-1783　2023年12月15日

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jcis.2023.08.173 　

    ISSN：0021-9797

  14. Analog hardware implementation of spiking neural networks for edge computing 査読有り

    317-318　2023年9月

    DOI： 10.34385/proc.76.B3L-32 　

  15. Model-free idealization: Adaptive integrated approach for idealization of ion-channel currents 査読有り

    Madoka Sato, Masanori Hariyama, Maki Komiya, Kae Suzuki, Yuzuru Tozawa, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata

    Biophysical Journal　122　(19)　3959-3975　2023年8月25日

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.bpj.2023.08.019 　

    ISSN：0006-3495

  16. Microfluidic technologies for reconstituting neuronal network functions in vitro 招待有り

    Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeo Sato

    JSAP Review　2023　230420　2023年7月6日

    DOI： 10.11470/jsaprev.230420 　

  17. マイクロ流体デバイスを用いた神経回路機能の実細胞再構成 招待有り

    山本 英明, 平野 愛弓, 佐藤 茂雄

    応用物理　92　(5)　278-282　2023年5月1日

    DOI： 10.11470/oubutsu.92.5_278 　

  18. Microfluidic cell engineering on high-density microelectrode arrays for assessing structure-function relationships in living neuronal networks 査読有り

    Yuya Sato, Hideaki Yamamoto, Hideyuki Kato, Takashi Tanii, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata

    Frontiers in Neuroscience　16　943310　2023年1月9日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fnins.2022.943310 　

    eISSN：1662-453X

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    Neuronal networks in dissociated culture combined with cell engineering technology offer a pivotal platform to constructively explore the relationship between structure and function in living neuronal networks. Here, we fabricated defined neuronal networks possessing a modular architecture on high-density microelectrode arrays (HD-MEAs), a state-of-the-art electrophysiological tool for recording neural activity with high spatial and temporal resolutions. We first established a surface coating protocol using a cell-permissive hydrogel to stably attach a polydimethylsiloxane microfluidic film on the HD-MEA. We then recorded the spontaneous neural activity of the engineered neuronal network, which revealed an important portrait of the engineered neuronal network–modular architecture enhances functional complexity by reducing the excessive neural correlation between spatially segregated modules. The results of this study highlight the impact of HD-MEA recordings combined with cell engineering technologies as a novel tool in neuroscience to constructively assess the structure-function relationships in neuronal networks.

  19. Time-Series Classification in Micropatterned Neuronal Network Reservoirs

    Takuma Sumi, Hideaki Yamamoto, Yuichi Katori, Koki Ito, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata

    IEICE Proceeding Series　71　173-175　2022年12月12日

    出版者・発行元： The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

    DOI： 10.34385/proc.71.a5l-d-02 　

    eISSN：2188-5079

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    Reservoir computing provides a novel framework to understand how the dynamics within biological neuronal networks (BNNs) is linked to information processing. Here, we used micropatterned substrates to fabricate BNNs with modular topology, one of the important structural features of brain networks, and realized a reservoir system with the modular BNN. Using image and time-series classification tasks, we evaluated the reservoir computing properties of the BNN reservoirs. The results show that modularity facilitates the separation between the trajectories of the neuronal responses to different spatial patterns, pointing to the functional advantage of the animals to modular topology within the nervous systems.

  20. Ultra-low power analog CMOS implementation of spiking neural networks for reservoir computing applications 査読有り

    Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Shigeo Sato, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas

    Proceedings of International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications　171-172　2022年12月

    DOI： 10.34385/proc.71.A5L-D-01 　

  21. マイクロパターン基板を用いた神経回路機能の実細胞再構成 招待有り

    山本英明

    Molecular Electronics and Bioelectronics　33　(4)　185-189　2022年12月

  22. A Fully Analog CMOS Implementation of a Two-variable Spiking Neuron in the Subthreshold Region and its Network Operation

    Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Shigeo Sato, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas

    2022 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)　2022年7月18日

    出版者・発行元： IEEE

    DOI： 10.1109/ijcnn55064.2022.9891920 　

  23. An investigation of the relationship between numerical precision and performance of Q-learning for hardware implementation 査読有り

    Daisuke Oguchi, Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Shigeo Sato

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　13　(2)　427-433　2022年4月

    DOI： 10.1587/nolta.13.427 　

  24. Analog-circuit implementation of multiplicative spike-timing-dependent plasticity with linear decay 査読有り

    Satoshi Moriya, Tatsuki Kato, Daisuke Oguchi, Hideaki Yamamoto, Shigeo Sato, Yasushi Yuminaka, Yoshihiko Horio, Jordi Madrenas

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　12　(4)　685-694　2021年10月

    出版者・発行元： Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)

    DOI： 10.1587/nolta.12.685 　

    eISSN：2185-4106

  25. A Subthreshold Spiking Neuron Circuit Based on the Izhikevich Model 査読有り

    Shigeo Sato, Satoshi Moriya, Yuka Kanke, Hideaki Yamamoto, Yoshihiko Horio, Yasushi Yuminaka, Jordi Madrenas

    Lecture Notes in Computer Science　12895　177-181　2021年9月

    出版者・発行元： Springer International Publishing

    DOI： 10.1007/978-3-030-86383-8_14 　

    ISSN：0302-9743

    eISSN：1611-3349

  26. Role of Noise in Spontaneous Activity of Networks of Neurons on Patterned Silicon Emulated by Noise--activated CMOS Neural Nanoelectronic Circuits 査読有り

    Ramin Hasani, Giorgio Ferrari, Hideaki Yamamoto, Takashi Tanii, Enrico Prati

    Nano Express　2021年3月26日

    出版者・発行元： IOP Publishing

    DOI： 10.1088/2632-959x/abf2ae 　

    eISSN：2632-959X

  27. Selective Stimulation of a Target Neuron in Micropatterned Neuronal Circuits Using a Pair of Needle Electrodes 査読有り

    Kouhei Hattori, Hekiru Kurakake, Junko Imai, Takuya Hashimoto, Mihoko Ishida, Koki Sato, Honoka Takahashi, Soichiro Oguma, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Takashi Tanii

    Electrochemistry　in press　2021年3月

  28. Solvent-freeな脂質二分子膜マイクロアレイを用いたhERGチャネル電流の並列記録

    但木 大介, 宮田 隆典, 山浦 大地, 荒木 駿, 佐藤 まどか, 小宮 麻希, 馬 騰, 山本 英明, 庭野 道夫, 平野 愛弓

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　2021.1　2147-2147　2021年2月26日

    出版者・発行元： 公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2021.1.0_2147 　

    eISSN：2436-7613

  29. In silico/in vitro神経回路におけるリザーバ計算特性のモジュール構造依存性

    住 拓磨, 山本 英明, 竹室 汰貴, 守谷 哲, 佐藤 茂雄, 平野 愛弓

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　2021.1　2185-2185　2021年2月26日

    出版者・発行元： 公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2021.1.0_2185 　

    eISSN：2436-7613

  30. Computational Efficiency of a Modular Reservoir Network for Image Recognition 査読有り

    Yifan Dai, Hideaki Yamamoto, Masao Sakuraba, Shigeo Sato

    Frontiers in Computational Neuroscience　15　594337　2021年2月5日

    出版者・発行元： Frontiers Media SA

    DOI： 10.3389/fncom.2021.594337 　

    eISSN：1662-5188

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    Liquid state machine (LSM) is a type of recurrent spiking network with a strong relationship to neurophysiology and has achieved great success in time series processing. However, the computational cost of simulations and complex dynamics with time dependency limit the size and functionality of LSMs. This paper presents a large-scale bioinspired LSM with modular topology. We integrate the findings on the visual cortex that specifically designed input synapses can fit the activation of the real cortex and perform the Hough transform, a feature extraction algorithm used in digital image processing, without additional cost. We experimentally verify that such a combination can significantly improve the network functionality. The network performance is evaluated using the MNIST dataset where the image data are encoded into spiking series by Poisson coding. We show that the proposed structure can not only significantly reduce the computational complexity but also achieve higher performance compared to the structure of previous reported networks of a similar size. We also show that the proposed structure has better robustness against system damage than the small-world and random structures. We believe that the proposed computationally efficient method can greatly contribute to future applications of reservoir computing.

  31. Parallel Recordings of Transmembrane hERG Channel Currents Based on Solvent-Free Lipid Bilayer Microarray 査読有り

    Ryusuke Miyata, Daisuke Tadaki, Daichi Yamaura, Shun Araki, Madoka Sato, Maki Komiya, Teng Ma, Hideaki Yamamoto, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata

    Micromachines　12　(1)　98-98　2021年1月19日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/mi12010098 　

    eISSN：2072-666X

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    The reconstitution of ion-channel proteins in artificially formed bilayer lipid membranes (BLMs) forms a well-defined system for the functional analysis of ion channels and screening of the effects of drugs that act on these proteins. To improve the efficiency of the BLM reconstitution system, we report on a microarray of stable solvent-free BLMs formed in microfabricated silicon (Si) chips, where micro-apertures with well-defined nano- and micro-tapered edges were fabricated. Sixteen micro-wells were manufactured in a chamber made of Teflon®, and the Si chips were individually embedded in the respective wells as a recording site. Typically, 11 to 16 BLMs were simultaneously formed with an average BLM number of 13.1, which corresponded to a formation probability of 82%. Parallel recordings of ion-channel activities from multiple BLMs were successfully demonstrated using the human ether-a-go-go-related gene (hERG) potassium channel, of which the relation to arrhythmic side effects following drug treatment is well recognized.

  32. Contribution of AMPA and NMDA receptors in the spontaneous firing patterns of single neurons in autaptic culture 査読有り

    Kouhei Hattori, Takeshi Hayakawa, Akira Nakanishi, Mihoko Ishida, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Takashi Tanii

    Biosystems　198　104278-104278　2020年12月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1016/j.biosystems.2020.104278 　

    ISSN：0303-2647

  33. Modular networks of spiking neurons for applications in time-series information processing 査読有り

    Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeru Kubota, Shigeo Sato

    Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE　11　(4)　590-600　2020年10月

    出版者・発行元： Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)

    DOI： 10.1587/nolta.11.590 　

    eISSN：2185-4106

  34. Polydimethylsiloxane microfluidic films for in vitro engineering of small-scale neuronal networks 査読有り

    Taiki Takemuro, Hideaki Yamamoto, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata

    Japanese Journal of Applied Physics　59　(11)　117001-117001　2020年10月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.35848/1347-4065/abc1ac 　

    ISSN：0021-4922

    eISSN：1347-4065

  35. Characterization of Bulk Nanobubbles Formed by Using a Porous Alumina Film with Ordered Nanopores 査読有り

    Teng Ma, Yasuo Kimura, Hideaki Yamamoto, Xingyao Feng, Ayumi Hirano-Iwata, Michio Niwano

    The Journal of Physical Chemistry B　2020年6月4日

    出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.0c02279 　

    ISSN：1520-6106

    eISSN：1520-5207

  36. マイクロ加工培養神経回路の外部ノイズ刺激応答の解析

    住 拓磨, 山本 英明, 脇村 桂, 佐藤 茂雄, 平野 愛弓

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　2020.1　3653-3653　2020年2月28日

    出版者・発行元： 公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2020.1.0_3653 　

    eISSN：2436-7613

  37. Suppression of hypersynchronous network activity in cultured cortical neurons using an ultrasoft silicone scaffold 査読有り

    Sumi T, Yamamoto H, Hirano-Iwata A

    Soft Matter　16　(13)　3195-3202　2020年2月

    出版者・発行元：

    DOI： 10.1039/c9sm02432h 　

    ISSN：1744-683X

    eISSN：1744-6848

  38. Advances in Artificial Cell Membrane Systems as a Platform for Reconstituting Ion Channels 査読有り

    Maki Komiya, Miki Kato, Daisuke Tadaki, Teng Ma, Hideaki Yamamoto, Ryugo Tero, Yuzuru Tozawa, Michio Niwano, Ayumi Hirano‐Iwata

    The Chemical Record　20　(7)　730-742　2020年1月16日

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/tcr.201900094 　

    ISSN：1527-8999

    eISSN：1528-0691

  39. 生体脳組織の弾性率を模倣した超軟シリコーン樹脂上での神経細胞培養

    住 拓磨, 山本 英明, 平野 愛弓

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　2019.2　2852-2852　2019年9月4日

    出版者・発行元： 公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2019.2.0_2852 　

    eISSN：2436-7613

  40. Ultrasoft silicone gel as a biomimetic passivation layer in inkjet‐printed 3D MEA devices 国際誌 査読有り

    Yamamoto H, Grob L, Sumi T, Oiwa K, Hirano-Iwata A, Wolfrum B

    Advanced Biosystems　3　(9)　1900130　2019年9月

    DOI： 10.1002/adbi.201900130 　

  41. A Teflon-based system for applying multidirectional voltages to lipid bilayers as a novel platform for membrane proteins

    Maki Komiya, Kensaku Kanomata, Ryo Yokota, Yusuke Tsuneta, Madoka Sato, Daichi Yamaura, Daisuke Tadaki, Teng Ma, Hideaki Yamamoto, Yuzuru Tozawa, Albert Marti, Jordi Madrenas, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata

    2019年7月12日

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    Artificial bilayer lipid membranes (BLMs), along with patch-clamped<br /> membranes, are frequently used for functional analyses of membrane proteins. In<br /> both methods, the electric properties of membranes are characterized by only<br /> one parameter, namely, transmembrane potential. Here the construction of a<br /> novel BLM system was reported, in which membrane voltages can be controlled in<br /> a lateral direction in addition to conventional transmembrane direction. A<br /> microaperture was fabricated in a Teflon film and Ti electrodes were evaporated<br /> around the aperture. BLMs were reproducibly formed in the aperture without<br /> being affected by the presence of the electrodes. The application of a lateral<br /> voltage induced no significant changes in the electric properties of the BLMs,<br /> such as baseline current, transmembrane resistance, and transmembrane<br /> capacitance. In contrast, lateral voltages clearly affected the activities of<br /> biological ion channels, suggesting that the lateral voltage might be a useful<br /> parameter for analyzing channel activities. The present Teflon-based system in<br /> which multidirectional voltages can be applied to BLMs represent a promising<br /> platform for the analysis of underlying functional properties of membrane<br /> proteins.

  42. 人工脂質二分子膜を用いたイオンチャネル開口の解析

    横田 澪央, 平野 愛弓, 常田 悠介, 佐藤 まどか, 加藤 美生, 山浦 大地, 但木 大介, 小宮 麻希, 山本 英明, 庭野 道夫

    日本表面真空学会学術講演会要旨集　2019　(0)　2P56　2019年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面真空学会

    DOI： 10.14886/jvss.2019.0_2P56 　

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    <p></p>

  43. Printed 3D electrode arrays with micrometer-scale lateral resolution for extracellular recording of action potentials 査読有り

    Grob L, Yamamoto H, Zips S, Rinklin P, Hirano-Iwata A, Wolfrum B

    Advanced Materials Technologies　4　1900517　2019年

    DOI： 10.1002/admt.201900517 　

  44. Mean-field analysis of directed modular networks. 査読有り

    Moriya S, Yamamoto H, Akima H, Hirano-Iwata A, Kubota S, Sato S

    Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science　29　013142　2019年1月

    DOI： 10.1063/1.5044689 　

  45. A single-cell based hybrid neuronal network configured by integration of cell micropatterning and dynamic patch-clamp 査読有り

    Yamamoto H, Hayakawa T, Netoff TI, Hirano-Iwata A

    Applied Physics Letters　113　(13)　133703　2018年9月

    DOI： 10.1063/1.5049487 　

  46. Dependence and Homeostasis of Membrane Impedance on Cell Morphology in Cultured Hippocampal Neurons. 査読有り

    Matsumura R, Yamamoto H, Hayakawa T, Katsurabayashi S, Niwano M, Hirano-Iwata A

    Scientific Reports　8　9905　2018年7月

    DOI： 10.1038/s41598-018-28232-0 　

  47. Amphiphobic Septa Enhance the Mechanical Stability of Free-Standing Bilayer Lipid Membranes 査読有り

    Daichi Yamaura, Daisuke Tadaki, Shun Araki, Miyu Yoshida, Kohei Arata, Takeshi Ohori, Ken-ichi Ishibashi, Miki Kato, Teng Ma, Ryusuke Miyata, Hideaki Yamamoto, Ryugo Tero, Masao Sakuraba, Toshio Ogino, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata

    LANGMUIR　34　(19)　5615-5622　2018年5月

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.8b00747 　

    ISSN：0743-7463

  48. Effective subnetwork topology for synchronizing interconnected networks of coupled phase oscillators 査読有り

    Yamamoto H, Kubota S, Shimizu FA, Hirano-Iwata A, Niwano M

    Front Comput Neurosci　12　17　2018年3月

    DOI： 10.3389/fncom.2018.00017 　

  49. Micro- and nanofabrication methods for ion channel reconstitution in bilayer lipid membranes 招待有り 査読有り

    Daisuke Tadaki, Daichi Yamaura, Kohei Arata, Takeshi Ohori, Teng Ma, Hideaki Yamamoto, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata

    Japanese Journal of Applied Physics　57　(3)　03EA01　2018年3月1日

    出版者・発行元： Japan Society of Applied Physics

    DOI： 10.7567/JJAP.57.03EA01 　

    ISSN：1347-4065 0021-4922

    eISSN：1347-4065

  50. In situ modification of cell-culture scaffolds by photocatalysis of visible-light-responsive TiO2 film 査読有り

    Sho Kono, Kohei Furusawa, Atsushi Kurotobi, Kohei Hattori, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Takashi Tanii

    Japanese Journal of Applied Physics　57　(2)　027001　2018年2月1日

    出版者・発行元： Japan Society of Applied Physics

    DOI： 10.7567/JJAP.57.027001 　

    ISSN：1347-4065 0021-4922

  51. 超軟ゲル材料表面を用いた神経細胞の生体模倣培養技術の開発

    住 拓磨, 山本 英明, 早川 岳志, 井手 克哉, 木野 久志, 田中 徹, 平野 愛弓

    表面科学学術講演会要旨集　2018　180　2018年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面真空学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.2018.0_180 　

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    近年，細胞のメカノセンシティビティに関する研究が多くされており，細胞の振る舞いと細胞周辺の物理量の関係性が注目されている．我々は，基質材料の弾性率と神経細胞のシナプス特性との関係性に注目し，脳の弾性率を模倣した超軟ゲル材料上でラット大脳皮質神経細胞を培養する手法を確立し，パッチクランプ法およびCaイメージングにより神経活動を記録，解析したので，その結果を報告する．

  52. 無細胞合成hERGチャネルの人工脂質二分子膜への再構成と薬物副作用の定量

    加藤 美生, 平野 愛弓, 井上 遥, 山浦 大地, 横田 澪央, 小宮 麻希, 但木 大介, 山本 英明, 戸澤 譲, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　2018　(0)　181-181　2018年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面真空学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.2018.0_181 　

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    我々はイオンチャネルを人工脂質二分子膜に包埋した再構成系に基づく薬物スクリーニング系の開発を目指しており、シリコン(Si)微細加工に基づく 安定な脂質二分子膜の構築や、イオンチャネルの膜への包埋促進について報告してきた。今回、この膜系を無細胞合成系を用いて合成したhERG チャネルに展開し、このチャネルに対する薬物副作用の定量化を試みたのでここに報告する。

  53. Astrocytes with previous chronic exposure to amyloid β-peptide fragment 1–40 suppress excitatory synaptic transmission 国際誌 査読有り

    Kawano H, Oyabu K, Yamamoto H, Eto K, Adaniya Y, Kubota K, Watanabe T, Hirano-Iwata A, Nabekura J, Katsurabayashi S, Iwasaki K

    J Neurochem　143　(6)　624-634　2017年12月

    DOI： 10.1111/jnc.14247 　

  54. Mechanically stable solvent-free lipid bilayers in nano- and micro-tapered apertures for reconstitution of cell-free synthesized hERG channels 査読有り

    Daisuke Tadaki, Daichi Yamaura, Shun Araki, Miyu Yoshida, Kohei Arata, Takeshi Ohori, Ken-ichi Ishibashi, Miki Kato, Teng Ma, Ryusuke Miyata, Yuzuru Tozawa, Hideaki Yamamoto, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata

    SCIENTIFIC REPORTS　7　17736　2017年12月

    DOI： 10.1038/s41598-017-17905-x 　

    ISSN：2045-2322

  55. モジュール構造型神経回路モデルにおける同期活動のメカニズム

    守谷 哲, 山本英明, 井手克哉, 秋間学尚, 平野愛弓, 庭野道夫, 久保田 繁, 佐藤茂雄

    信学技報　117　(325)　19-23　2017年11月

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  56. Modularity-dependent modulation of synchronized bursting activity in cultured neuronal network models 査読有り

    Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Hisanao Akima, Ayumi Hirano-Iwata, Michio Niwano, Shigeru Kubota, Shigeo Sato

    Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks　2017-　1163-1168　2017年6月30日

    出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

    DOI： 10.1109/IJCNN.2017.7965983 　

  57. 半導体微細加工に基づく薬物副作用センサの開発

    平野愛弓, 但木大介, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫

    信学技報　117　(6)　33-35　2017年4月

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  58. 自己組織化単分子膜による自立型脂質二分子膜の膜特性制御

    山浦大地, 但木大介, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫, 平野愛弓

    信学技報　117　(6)　41-42　2017年4月

    ISSN：0913-5685

  59. 安定な人工脂質二分子膜形成のためのテーパー構造を有した微細孔をもつ半導体シリコンチップの作製

    但木大介, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫, 平野愛弓

    信学技報　117　(6)　43-45　2017年4月

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  60. 人工脂質二分子膜を用いたイオンチャネルタンパク質機能の再構成

    平野 愛弓, 但木 大介, 山浦 大地, 荒木 駿, 吉田 美憂, 荒田 航平, 大堀 健, 山本 英明, 庭野 道夫

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　2017.1　228-228　2017年3月1日

    出版者・発行元： 公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2017.1.0_228 　

    eISSN：2436-7613

  61. Control of the correlation of spontaneous neuron activity in biological and noise-activated CMOS artificial neural microcircuits.

    Hasani RM, Ferrari G, Yamamoto H, Kono S, Ishihara K, Fujimori S, Tanii T, Prati E

    arXiv　1702.07426　2017年2月24日

  62. ナノ・マイクロ構造制御に基づく人工細胞膜の安定化

    平野 愛弓, 但木 大介, 大堀 健, 荒田 航平, 馬 騰, 山本 英明, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　37　(0)　297-297　2017年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.37.0_297 　

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    人工脂質二分子膜にイオンチャネルを包埋した人工細胞膜センサは新たな薬物スクリーニング系として期待が高いが、基本構造となる脂質二分子膜の脆弱性の問題が課題となっていた。我々は、これまでに、半導体微細加工により脂質二分子膜の安定性の向上を報告してきたが、本研究では、更なる微細構造の制御により、膜安定性と微細孔縁部構造との関係性について明らかにしたので、ここに報告する。

  63. シリコン微細加工に基づくヒトイオンチャネル機能の再構成

    平野 愛弓, 吉田 美優, 荒木 駿, 但木 大介, 石橋 健一, 荒田 航平, 大堀 健, 山本 英明, 庭野 道夫

    応用物理学会学術講演会講演予稿集　2016.2　133-133　2016年9月1日

    出版者・発行元： 公益社団法人 応用物理学会

    DOI： 10.11470/jsapmeeting.2016.2.0_133 　

    eISSN：2436-7613

  64. Quantitative comparison of cancer and normal cell adhesion using organosilane monolayer templates: an experimental study on the anti-adhesion effect of green-tea catechins. 国際誌 査読有り

    Rumi Sakamoto, Eisuke Kakinuma, Kentaro Masuda, Yuko Takeuchi, Kosaku Ito, Kentaro Iketaki, Takahisa Matsuzaki, Seiichiro Nakabayashi, Hiroshi Y Yoshikawa, Hideaki Yamamoto, Yuko Sato, Takashi Tanii

    In vitro cellular & developmental biology. Animal　52　(8)　799-805　2016年9月

    DOI： 10.1007/s11626-016-0049-6 　

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    The main constituent of green tea, (-)-Epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG), is known to have cancer-specific chemopreventive effects. In the present work, we investigated how EGCG suppresses cell adhesion by comparing the adhesion of human pancreatic cancer cells (AsPC-1 and BxPC-3) and their counterpart, normal human embryonic pancreas-derived cells (1C3D3), in catechin-containing media using organosilane monolayer templates (OMTs). The purpose of this work is (1) to evaluate the quantitativeness in the measurement of cell adhesion with the OMT and (2) to show how green-tea catechins suppress cell adhesion in a cancer-specific manner. For the first purpose, the adhesion of cancer and normal cells was compared using the OMT. The cell adhesion in different type of catechins such as EGCG, (-)-Epicatechin-3-O-gallate (ECG) and (-)-Epicatechin (EC) was also evaluated. The measurements revealed that the anti-adhesion effect of green-tea catechins is cancer-specific, and the order is EGCG≫ECG>EC. The results agree well with the data reported to date, showing the quantitativeness of the new method. For the second purpose, the contact area of cells on the OMT was measured by reflection interference contrast microscopy. The cell-OMT contact area of cancer cells decreases with increasing EGCG concentration, whereas that of normal cells remains constant. The results reveal a twofold action of EGCG on cancer cell adhesion-suppressing cell attachment to a candidate adhesion site and decreasing the contact area of the cells-and validates the use of OMT as a tool for screening cancer cell adhesion.

  65. Live-Cell, Label-Free Identification of GABAergic and Non-GABAergic Neurons in Primary Cortical Cultures Using Micropatterned Surface 査読有り

    Sho Kono, Hideaki Yamamoto, Takatoshi Kushida, Ayumi Hirano-Iwata, Michio Niwano, Takashi Tanii

    PLOS ONE　11　(8)　e0160987　2016年8月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0160987 　

    ISSN：1932-6203

  66. Size-dependent regulation of synchronized activity in living neuronal networks 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Shigeru Kubota, Yudai Chida, Mayu Morita, Satoshi Moriya, Hisanao Akima, Shigeo Sato, Ayumi Hirano-Iwata, Takashi Tanii, Michio Niwano

    PHYSICAL REVIEW E　94　(1)　012407　2016年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevE.94.012407 　

    ISSN：2470-0045

    eISSN：2470-0053

  67. Unidirectional signal propagation in primary neurons micropatterned at a single-cell resolution 査読有り

    H. Yamamoto, R. Matsumura, H. Takaoki, S. Katsurabayashi, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    APPLIED PHYSICS LETTERS　109　(4)　043703　2016年7月

    DOI： 10.1063/1.4959836 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  68. 神経回路の同期的活動に対するモジュール構造の影響に関する計算論的研究

    守谷 哲, 山本英明, 秋間学尚, 平野愛弓, 庭野道夫, 久保田 繁, 佐藤茂雄

    信学技報　116　(120)　217-222　2016年6月28日

  69. Reconstitution of Human Ion Channels into Solvent-free Lipid Bilayers Enhanced by Centrifugal Forces 査読有り

    Ayumi Hirano-Iwata, Yutaka Ishinari, Miyu Yoshida, Shun Araki, Daisuke Tadaki, Ryusuke Miyata, Kenichi Ishibashi, Hideaki Yamamoto, Yasuo Kimura, Michio Niwano

    BIOPHYSICAL JOURNAL　110　(10)　2207-2215　2016年5月

    DOI： 10.1016/j.bpj.2016.04.010 　

    ISSN：0006-3495

    eISSN：1542-0086

  70. 微細加工脂質二分子膜チップへのイオンチャネルの包埋

    平野愛弓, 吉田美優, 荒木 駿, 但木大介, 山本英明, 庭野道夫

    信学技報　116　(14)　1-3　2016年4月14日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  71. 安定な人工脂質二分子膜形成のための微細孔を有するシリコンチップの作製

    但木大介, 平野愛弓, 石橋健一, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫

    信学技報　116　(14)　5-7　2016年4月14日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  72. Quantitative Evaluation of Cancer Cell Adhesion to Self-Assembled Monolayer-Patterned Substrates by Reflection Interference Contrast Microscopy 査読有り

    Takahisa Matsuzaki, Kosaku Ito, Kentaro Masuda, Eisuke Kakinuma, Rumi Sakamoto, Kentaro Iketaki, Hideaki Yamamoto, Masami Suganuma, Naritaka Kobayashi, Seiichiro Nakabayashi, Takashi Tanii, Hiroshi Y. Yoshikawa

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B　120　(7)　1221-1227　2016年2月

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.5b11870 　

    ISSN：1520-6106

    eISSN：1520-5207

  73. 自己組織化単分子膜修飾による自立型脂質二分子膜の安定性の制御

    山浦 大地, 但木 大介, 荒木 駿, 吉田 美優, 荒田 航平, 山本 英明, 荻野 俊郎, 庭野 道夫, 平野 愛弓

    表面科学学術講演会要旨集　36　41-41　2016年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.36.0_41 　

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    自立型脂質二分子膜は膜タンパク質の活性に必要な構造だが、安定性の低さが課題である。本研究では、脂質膜保持体の表面修飾による自立型脂質二分子膜の安定性の制御を考え、様々な自己組織化単分子膜で修飾した基板を保持体とする自立型脂質膜の安定性について調査した。また、膜形成時に、保持体上に同時形成される支持二分子膜が自立膜との接点となるため、この支持膜の流動性と自立膜の安定性の相関についても検討した。

  74. シリコン微細加工を用いた人工細胞膜アレイの開発

    荒木 駿, 平野 愛弓, 宮田 隆典, 但木 大介, 石橋 健一, 山本 英明, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　36　146-146　2016年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.36.0_146 　

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    イオンチャネルは創薬における主ターゲットであると同時に、副作用評価という観点からも重要なタンパク質であり、イオンチャネルに対する薬物の作用・副作用が測定可能な高効率スクリーニング系の確立が望まれている。我々はこれまでシリコン基板中の微細孔に人工細胞膜を形成し、そこにイオンチャネルを再構成した系について報告してきた。本研究ではこの系をアレイ化し、高効率な測定系の確立を試みたのでここに報告する。

  75. Neuraminidase-Dependent Degradation of Polysialic Acid Is Required for the Lamination of Newly Generated Neurons 査読有り

    Mari Sajo, Hiroki Sugiyama, Hideaki Yamamoto, Takashi Tanii, Norio Matsuki, Yuji Ikegaya, Ryuta Koyama

    PLOS ONE　11　(1)　e0146398　2016年1月

    DOI： 10.1371/journal.pone.0146398 　

    ISSN：1932-6203

  76. An electrically resistive sheet of glial cells for amplifying signals of neuronal extracellular recordings 査読有り

    R. Matsumura, H. Yamamoto, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    APPLIED PHYSICS LETTERS　108　(2)　023701　2016年1月

    DOI： 10.1063/1.4939629 　

    ISSN：0003-6951

    eISSN：1077-3118

  77. 位相振動子がつくる複雑ネットワークにおける同期状態の解析

    清水 ファビオ アキラ, 山本英明, 千田雄大, 平野愛弓, 久保田 繁, 庭野道夫

    信学技報　115　(318)　1-5　2015年11月13日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  78. 積分発火型ニューロン回路におけるスモールワールド構造と同期の関係

    千田雄大, 山本英明, 平野愛弓, 久保田 繁, 庭野道夫

    信学技報　115　(318)　7-12　2015年11月13日

  79. Photopatterning Proteins and Cells in Aqueous Environment Using TiO2 Photocatalysis 招待有り 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Takanori Demura, Kohei Sekine, Sho Kono, Michio Niwano, Ayumi Hirano-Iwata, Takashi Tanii

    JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS　104　(104)　e53045　2015年10月

    DOI： 10.3791/53045 　

    ISSN：1940-087X

  80. Micro- and nano-technologies for lipid bilayer-based ion-channel functional assays 招待有り 査読有り

    Ayumi Hirano-Iwata, Yutaka Ishinari, Hideaki Yamamoto, Michio Niwano

    Chemistry - An Asian Journal　10　(6)　1266-1274　2015年6月1日

    出版者・発行元： John Wiley and Sons Ltd

    DOI： 10.1002/asia.201403391 　

    ISSN：1861-471X 1861-4728

  81. 微細加工シリコン基板に基づくイオンチャネル機能の再構成

    平野愛弓, 山本英明, 木村康男, 庭野道夫

    信学技報　115　(5)　35-39　2015年4月9日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN：0913-5685

  82. 赤外分光法によるナノバブルの表面洗浄効果のその場観察

    齋藤栄幸, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    信学技報　115　(5)　47-52　2015年4月9日

  83. 微細加工シリコン基板を用いた人工細胞膜の構築

    荒木 駿, 平野 愛弓, 山本 英明, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　35　172-172　2015年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_172 　

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    イオンチャネルは細胞膜中の膜タンパク質の一種であり、 創薬の主ターゲットにもなっている。また、近年には薬物副作用の 影響を受けやすいことからも注目されてきている。 本講演では、立体的微細加工を施したシリコン基板を保持体に人工脂質二分子膜を形成し、その膜中にイオンチャネルを 導入することでチャネル電流を記録した例について報告する。

  84. 水クラスターイオンのポリペプチドとの反応の赤外吸収分光その場観察

    吉田 真生, 馬 騰, 山本 英明, 平野 愛弓, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　35　406-406　2015年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_406 　

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    水クラスターイオンは滅菌効果等の有用な効果が指摘されている。しかし、その機構については未だ解明されておらず、それらを解明することが強く求められている。そこで本研究では、水クラスターイオンの滅菌効果の発現機構を調べるために、多重内部反射型赤外分光法(MIR-IRAS)を用いて水クラスターイオンとポリペプチドの反応を観察し、特に水クラスター陰イオンが、ポリペプチドのアミド結合を切断することを見出したので報告する。

  85. アルミナ多孔質薄膜を用いたナノバブル発生

    山田 夏輝, 齋藤 栄幸, 馬 騰, 平野 愛弓, 山本 英明, 石橋 健一, 宮澤 誠, 坂本 仁志, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　35　281-281　2015年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_281 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    ナノバブル（nanobubble, NB）は、近年、表面洗浄効果が示唆されるなどその特異な性質が明らかにされつつあり、半導体工学分野や医療分野など多方面における応用が期待されている。我々は、陽極酸化法により作製した、規則的ナノ細孔を有するポーラスアルミナ薄膜によるNB発生方法について検討し、多重内部反射型赤外吸収分光法（MIR-IRAS）と原子間力顕微鏡（AFM）を用いて気泡サイズが100 nm以下のNBの発生を確認したので報告する。

  86. 表面マイクロ改質技術を活用した培養神経細胞/回路の構造制御

    山本 英明, 平野 愛弓, 谷井 孝至, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　35　21-21　2015年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.35.0_21 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    基板表面の細胞親和性を局所制御することで，神経細胞の接着位置や突起伸長経路を操作し，所望の回路構造を有する培養神経回路を構成することができる．最近，神経細胞のアレイ化に用いるマイクロパターンの形状によって細胞の極性軸を制御したり，シナプス形成効率を増加させたりすることができることを見出した．また，細胞足場表面の新しい改質法として，光触媒材料を活用した液中表面改質法についても紹介する．

  87. Surface modification of cell scaffold in aqueous solution using TiO&lt;inf&gt;2&lt;/inf&gt; photocatalysis and linker protein L2 for patterning primary neurons 査読有り

    Kohei Sekine, Hideaki Yamamoto, Sho Kono, Takeshi Ikeda, Akio Kuroda, Takashi Tanii

    e-Journal of Surface Science and Nanotechnology　13　213-218　2015年

    出版者・発行元： Surface Science Society of Japan

    DOI： 10.1380/ejssnt.2015.213 　

    ISSN：1348-0391

  88. In situ modification of cell-culture scaffolds by photocatalytic decomposition of organosilane monolayers 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Takanori Demura, Mayu Morita, Sho Kono, Kohei Sekine, Takahiro Shinada, Shun Nakamura, Takashi Tanii

    BIOFABRICATION　6　(3)　035021　2014年9月

    DOI： 10.1088/1758-5082/6/3/035021 　

    ISSN：1758-5082

    eISSN：1758-5090

  89. 微細加工シリコン基板とイオンチャネルの融合

    石成 裕, 平野 愛弓, 山本 英明, 木村 康男, 庭野 道夫

    表面科学学術講演会要旨集　34　60-60　2014年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本表面科学会

    DOI： 10.14886/sssj2008.34.0_60 　

    詳細を見る 詳細を閉じる

    膜タンパク質の一つであるイオンチャネルは高感度な分子認識機能を有し，創薬における主ターゲットになっている。我々はイオンチャネルを人工脂質二分子膜に包埋した再構成系に基づく薬物スクリーニングチップの開発を目指しており，半導体微細加工との融合による安定な脂質二分子膜の構築について報告してきた。今回は，この安定化脂質二分子膜中への幾つかのイオンチャネル包埋について検討したので，ここに報告する。

  90. 1SDA-02 培養神経細胞・神経回路操作のための表面マイクロ加工技術(1SDA 神経ダイナミクスの計測と制御,シンポジウム,第52回日本生物物理学会年会(2014年度))

    山本 英明, 谷井 孝至, 庭野 道夫, 平野 愛弓

    生物物理　54　(1)　S118　2014年

    出版者・発行元： 一般社団法人 日本生物物理学会

    DOI： 10.2142/biophys.54.S118_1 　

  91. Improving zero-mode waveguide structure for enhancing signal-to-noise ratio of real-time single-molecule fluorescence imaging: A computational study 査読有り

    Takashi Tanii, Rena Akahori, Shun Higano, Kotaro Okubo, Hideaki Yamamoto, Taro Ueno, Takashi Funatsu

    Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics　88　(1)　012727　2013年7月30日

    DOI： 10.1103/PhysRevE.88.012727 　

    ISSN：1539-3755 1550-2376

  92. In situ laser micropatterning of proteins for dynamically arranging living cells 査読有り

    Kazunori Okano, Ai Matsui, Yasuyo Maezawa, Ping-Yu Hee, Mie Matsubara, Hideaki Yamamoto, Yoichiroh Hosokawa, Hiroshi Tsubokawa, Yaw-Kuen Li, Fu-Jen Kao, Hiroshi Masuhara

    LAB ON A CHIP　13　(20)　4078-4086　2013年

    DOI： 10.1039/c3lc50750e 　

    ISSN：1473-0197

  93. In-situ guidance of individual neuronal processes by wet femtosecond-laser processing of self-assembled monolayers 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Kazunori Okano, Takanori Demura, Yoichiroh Hosokawa, Hiroshi Masuhara, Takashi Tanii, Shun Nakamura

    APPLIED PHYSICS LETTERS　99　(16)　163701　2011年10月

    DOI： 10.1063/1.3651291 　

    ISSN：0003-6951

  94. Application of Organosilane Monolayer Template to Quantitative Evaluation of Cancer Cell Adhesive Ability 査読有り

    Takashi Tanii, Kosuke Sasaki, Kota Ichisawa, Takanori Demura, Yuichi Beppu, Hoan Anh Vu, Hoan Thanh Chi, Hideaki Yamamoto, Yuko Sato

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　50　(6)　06GL01　2011年6月

    DOI： 10.1143/JJAP.50.06GL01 　

    ISSN：0021-4922

  95. Adsorption Mechanism of Ribosomal Protein L2 onto a Silica Surface: A Molecular Dynamics Simulation Study 査読有り

    Ryo Tosaka, Hideaki Yamamoto, Iwao Ohdomari, Takanobu Watanabe

    LANGMUIR　26　(12)　9950-9955　2010年6月

    DOI： 10.1021/la1004352 　

    ISSN：0743-7463

  96. Green tea epigalocatechin gallate exhibits anticancer effect in human pancreatic carcinoma cells via inhibition of both FAK and IGF-1R 査読有り

    H. A. Vu, Y. Beppu, H. T. Chi, K. Sasaki, H. Yamamoto, P. T. Xinh, T. Tanii, Y. Hara, T. Watanabe, Y. Sato, I. Ohdomari

    IFMBE Proceedings　27　223-226　2010年

    DOI： 10.1007/978-3-642-12020-6-56 　

    ISSN：1680-0737

  97. Green Tea Epigallocatechin Gallate Exhibits Anticancer Effect in Human Pancreatic Carcinoma Cells via the Inhibition of Both Focal Adhesion Kinase and Insulin-Like Growth Factor-I Receptor 査読有り

    Hoang Anh Vu, Yuuichi Beppu, Hoang Thanh Chi, Kousuke Sasaki, Hideaki Yamamoto, Phan Thi Xinh, Takashi Tanii, Yukihiko Hara, Toshiki Watanabe, Yuko Sato, Iwao Ohdomari

    JOURNAL OF BIOMEDICINE AND BIOTECHNOLOGY　2010　290516　2010年

    DOI： 10.1155/2010/290516 　

    ISSN：1110-7243

    eISSN：1110-7251

  98. In-plane X-ray Diffraction Profiles from Organosilane Monolayer/SiO2 Models 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Takanobu Watanabe, Iwao Ohdomari

    APPLIED PHYSICS EXPRESS　1　(10)　105002　2008年10月

    DOI： 10.1143/APEX.1.105002 　

    ISSN：1882-0778

  99. A molecular simulation study of an organosilane self-assembled monolayer/SiO(2) substrate interface 査読有り

    Hideaki Yamamoto, Takanobu Watanabe, Iwao Ohdomari

    JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS　128　(16)　164710　2008年4月

    DOI： 10.1063/1.2895052 　

    ISSN：0021-9606

  100. Structural investigation of organosilane self-assembled monolayers by atomic scale simulation 査読有り

    H Yamamoto, T Watanabe, K Nishiyama, K Tatsumura, Ohdomari, I

    JOURNAL DE PHYSIQUE IV　132　189-193　2006年3月

    DOI： 10.1051/jp4:2006132036 　

    ISSN：1155-4339

  101. Reactions and diffusion of atomic and molecular oxygen in the SiO2 network 査読有り

    K Tatsumura, T Shimura, E Mishima, K Kawamura, D Yamasaki, H Yamamoto, T Watanabe, M Umeno, Ohdomari, I

    PHYSICAL REVIEW B　72　(4)　045205　2005年7月

    DOI： 10.1103/PhysRevB.72.045205 　

    ISSN：1098-0121

  102. Quantitativecomparisonofcancerandnormalcelladhesionusingorganosilanemonolayertemplates:Anexperimentalstudyontheanti-adhesioneffectofgreen-teacatechins

    R.Sakamoto, E.Kakinuma, K.Masuda, Y.Takeuchi, K.Ito, K.Iketaki, T.Matsuzaki, S.Nakabayashi, H.Y.Yoshikawa, H.Yamamoto, Y.Sato, T.Tanii

    InVitroCell.Dev.Biol.-Animal52(2016)799-805.

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MISC 37

  1. 培養神経回路のネットワーク構造とリザバーコンピューティング 招待有り

    住拓磨, 山本英明, 山本英明, 千葉逸人, 香取勇一, 平野愛弓, 平野愛弓

    日本神経回路学会誌　31　(3)　131-140　2024年9月5日

    DOI： 10.3902/jnns.31.131 　

    ISSN： 1340-766X

  2. 超軟ゲル表面を用いた神経細胞の生体模倣培養技術の開発 査読有り

    住 拓磨, 山本 英明, 平野 愛弓

    表面と真空　63　(6)　298-303　2020年6月10日

    出版者・発行元： Surface Science Society Japan

    DOI： 10.1380/vss.63.298 　

    ISSN： 2433-5835

    eISSN： 2433-5843

  3. 脳組織に近い弾性率を有するシリコーン樹脂の生体界面材料応用

    山本英明, 住 拓磨, 佐藤茂雄, 平野愛弓

    Molecular Electronics and Bioelectronics　31　(2)　77-80　2020年5月

    出版者・発行元： 応用物理学会有機分子・バイオエレクトロニクス分科会

    ISSN： 2423-8805

  4. 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― 招待有り 査読有り

    山本英明, 平野愛弓

    電子情報通信学会論文誌C　J102-C　(12)　340-347　2019年12月

  5. Evaluation of Reservoir-Based Predictive Coding in Cultured Neurons with Spiking Neural Network Model

    Ishikawa Yoshitaka, Shinkawa Takumi, Sumi Takuma, Kato Hideyuki, Yamamoto Hideaki, Katori Yuichi

    IEICE Proceeding Series　76　693-696　2023年9月21日

    出版者・発行元： The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

    DOI： 10.34385/proc.76.d2l-14 　

    eISSN： 2188-5079

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    The field of physical reservoir computing, an approach that leverages the dynamics of physical systems for information processing, continues to evolve. Utilizing cultured neurons as a physical system in physical reservoir computing has helped to elucidate the relationship between the structure of neuronal networks and information processing. In this study, we present a model that integrates predictive coding and reservoir computing in cultured neurons, serving as a sensory information processing model. We demonstrate that the relationship between the structure of neuronal networks and the number of neurons influences sensory information processing. This study may provide a foundation for further investigations into information processing in biological neuronal networks.

  6. Spiking and Bursting Properties of Spontaneous Activities in Modular Spiking Neuronal Networks

    Kato Hideyuki, Shinkawa Takumi, Ishikawa Yoshitaka, Sumi Takuma, Yamamoto Hideaki, Katori Yuichi

    IEICE Proceeding Series　76　601-601　2023年9月21日

    出版者・発行元： The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers

    DOI： 10.34385/proc.76.c4l-15 　

    eISSN： 2188-5079

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    The application of cultured neuronal networks as a physical reservoir is one of the attractive topics in reservoir computing. One can easily imagine that the performance of reservoir computing depends on their network topology because the topology influences neuronal activities in the network. In contrast, neurons try to sustain their activities as possible. This property is called the homeostasis of neurons. In this study, we mathematically model the networks with synaptically connected spiking neurons by considering the above two aspects and then evaluate spontaneous neuronal activities from the viewpoints of spiking and bursting behaviors.

  7. 薬物副作用評価のためのhERGチャネルセンサの開発

    渡辺恭也, 横田澪央, 加藤美生, 佐藤まどか, 但木大介, 小宮麻希, 山本英明, 井上遥香, 戸澤譲, 庭野道夫, 平野愛弓

    電子情報通信学会技術研究報告　119　(431(CPM2019 91-109))　2020年

    ISSN： 0913-5685

  8. Quantitative Analysis of Dynamical Complexity in Cultured Neuronal Network Models for Reservoir Computing Applications

    Satoshi Moriya, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Shigeru Kubota, Shigeo Sato

    Proceedings of the International Joint Conference on Neural Networks　2019-July　2019年7月1日

    出版者・発行元： IEEE

    DOI： 10.1109/IJCNN.2019.8852207 　

  9. ナノ・マイクロ加工に基づく人工細胞膜デバイスの創成と薬物副作用センサへの応用 (電子デバイス)

    平野 愛弓, 但木 大介, 山浦 大地, 加藤 美生, 小宮 麻希, 井上 遥香, 戸澤 譲, 馬 騰, 山本 英明, 庭野 道夫

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　119　(9)　23-26　2019年4月18日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

  10. 人工脂質二分子膜系と無細胞合成系の融合に基づくhERGチャネルに対する薬物副作用の定量

    横田澪央, 加藤美生, 山浦大地, 常田悠介, 佐藤まどか, 但木大介, 小宮麻希, 山本英明, 井上遥, 戸澤譲, 庭野道夫, 平野愛弓

    電子情報通信学会技術研究報告　118　(461(CPM2018 101-120))　2019年

    ISSN： 0913-5685

  11. 人工細胞膜に基づいたイオンチャネルタンパク質の新規解析系の開発

    小宮麻希, 横田澪央, 常田悠介, 佐藤まどか, 加藤美生, 山浦大地, 但木大介, 馬騰, 山本英明, 庭野道夫, 平野愛弓, 平野愛弓

    日本分析化学会年会講演要旨集(Web)　68th　2019年

  12. 微細加工に基づく人工細胞膜の安定化と薬物副作用センサへの応用 (電子デバイス)

    平野 愛弓, 但木 大介, 山浦 大地, 荒田 航平, 大堀 健, 井上 遥香, 馬 騰, 山本 英明, 戸澤 譲, 庭野 道夫

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　118　(9)　37-40　2018年4月19日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

  13. 微細加工チップ中に形成した脂質二分子膜への無細胞合成イオンチャネルの包埋と薬物副作用評価の定量

    横田澪央, 加藤美生, 吉田美優, 山浦大地, 荒田航平, 但木大介, 山本英明, 戸澤譲, 庭野道夫, 平野愛弓, 平野愛弓

    日本分析化学会年会講演要旨集　67th　2018年

  14. 微細加工チップ中に形成した脂質二分子膜への無細胞合成イオンチャネルの包埋と薬物副作用の定量

    加藤美生, 吉田美優, 山浦大地, 荒田航平, 但木大介, 山本英明, 戸澤譲, 庭野道夫, 平野愛弓, 平野愛弓

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　65th　2018年

  15. 微細加工シリコンチップ中に再構成した脂質二分子膜における無細胞合成hERGチャネルの薬物副作用の定量

    常田悠介, 加藤美生, 山浦大地, 荒田航平, 但木大介, 小宮麻希, 山本英明, 井上遥香, 戸澤譲, 庭野道夫, 平野愛弓, 平野愛弓

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　79th　2018年

  16. モジュール構造型神経回路モデルにおける自発活動パターンのばらつきに関する考察 (ニューロコンピューティング)

    守谷 哲, 山本 英明, 井手 克哉, 秋間 学尚, 平野 愛弓, 庭野 道夫, 久保田 繁, 佐藤 茂雄

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　116　(521)　133-136　2017年3月13日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

  17. 脂質二分子膜に対する多方向電気特性評価用シリコンチップの作製

    大堀健, 平野愛弓, 平野愛弓, 但木大介, 山浦大地, 荒木駿, 吉田美優, 荒田航平, 山本英明, 庭野道夫

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　64th　2017年

  18. 半導体シリコンチップ上に作製された微細孔における安定な人工脂質二分子膜形成のためのエッジ構造の最適化

    但木大介, 平野愛弓, 平野愛弓, 山浦大地, 荒木駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀健, 山本英明, 庭野道夫

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　64th　2017年

  19. マルチウェル型チャンバーによる高効率薬物副作用検査系の構築

    山浦大地, 宮田隆典, 荒木駿, 但木大介, 山本英明, 平野愛弓, 平野愛弓

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　78th　2017年

  20. 支持体表面修飾による自立型脂質二重膜の安定性向上

    山浦大地, 但木大介, 荒木駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀健, 山本英明, 荻野俊郎, 庭野道夫, 平野愛弓, 平野愛弓

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　64th　2017年

  21. 微細加工シリコンチップにおける脂質二分子膜中のイオンチャネル電流計測

    荒田航平, 平野愛弓, 平野愛弓, 但木大介, 山浦大地, 荒木駿, 吉田美優, 大堀健, 山本英明, 庭野道夫

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　64th　2017年

  22. モジュール構造型神経回路モデルにおける構造と同期活動の解析 (ニューロコンピューティング)

    守谷 哲, 山本 英明, 秋間 学尚, 平野 愛弓, 庭野 道夫, 久保田 繁, 佐藤 茂雄

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報　116　(313)　33-38　2016年11月18日

    出版者・発行元： 電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

  23. 光触媒作用を用いた液中表面改質による培養神経細胞の操作

    山本英明, 平野愛弓, 谷井孝至, 庭野道夫

    表面科学　37　(5)　224-229　2016年5月

    DOI： 10.1380/jsssj.37.224 　

  24. 表面工学と脳神経科学の融合によるネットワーク構造を規定した神経細胞回路の作製とその構造-機能相関の解明

    山本 英明

    旭硝子財団助成研究成果報告 Reports of research assisted by the Asahi Glass Foundation　1-6　2016年

    出版者・発行元： 旭硝子財団

    ISSN： 1882-0069

  25. ナノテーパー構造に基づく人工細胞膜の構築

    荒木駿, 平野愛弓, 但木大介, 石橋健一, 山本英明, 庭野道夫, 庭野道夫

    日本表面科学会東北・北海道支部講演会講演予稿集　2015　2016年

  26. 微細加工シリコンチップにおけるナノエッジ構造と人工脂質二分子膜形成

    荒田航平, 荒田航平, 平野愛弓, 平野愛弓, 石橋健一, 石橋健一, 但木大介, 但木大介, 荒木駿, 荒木駿, 吉田美優, 吉田美優, 山本英明, 山本英明, 庭野道夫, 庭野道夫, 庭野道夫

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　77th　2016年

  27. 人工脂質二分子膜形成のための微細孔を有する半導体シリコンチップの作製プロセスの改善

    但木大介, 平野愛弓, 石橋健一, 荒木駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀健, 山本英明, 庭野道夫

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　77th　2016年

  28. 半導体微細加工を用いた人工細胞膜アレイの開発

    荒木駿, 平野愛弓, 宮田隆典, 但木大介, 石橋健一, 山本英明, 庭野道夫, 庭野道夫

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　77th　2016年

  29. 半導体微細加工を用いた人工細胞膜アレイの開発

    荒木駿, 平野愛弓, 宮田隆典, 但木大介, 石橋健一, 山本英明, 庭野道夫, 庭野道夫

    真空に関する連合講演会講演予稿集　57th　2016年

  30. 微細加工シリコン基板に基づく脂質二分子膜へのヒトイオンチャネル機能の再構成

    吉田美優, 平野愛弓, 山本英明, 山本英明, 但木大介, 庭野道夫, 庭野道夫

    真空に関する連合講演会講演予稿集　57th　2016年

  31. CI-3-6 微細加工シリコン基板を用いたイオンチャネル機能の再構成(CI-3.界面ナノバイオテクノロジー,依頼シンポジウム,ソサイエティ企画)

    平野 愛弓, 山本 英明, 木村 康男, 庭野 道夫

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集　2015　(2)　"SS-52"-"SS-53"　2015年8月25日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

  32. 機能性分子のナノパターニングによる生体分子の検出/細胞操作

    山本英明, 谷井孝至

    Molecular Electronics and Bioelectronics　24　(4)　266-271　2013年11月

  33. 酸化チタンの光触媒能を活用した液中ガラス表面ナノ改質による神経細胞回路の作製とダイナミクス解析

    谷井 孝至, 山本 英明

    財団法人日本板硝子材料工学助成会成果報告書 Nippon Sheet Glass Foundation for Materials Science and Engineering report　(33)　123-129　2012年

    出版者・発行元： 日本板硝子材料工学助成会

    ISSN： 1883-3128

  34. 液中レーザプロセスによる細胞培養環境場での神経突起誘導

    山本英明, 山本英明, 岡野和宣, 岡野和宣, 谷井孝至, 谷井孝至, 出村崇徳, 細川陽一郎, 増原宏, 中村俊

    応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD-ROM)　58th　2011年

  35. 液中レーザープロセスによる細胞培養環境場での神経突起誘導とその機構

    山本英明, 山本英明, 岡野和宣, 岡野和宣, 出村崇徳, 細川陽一郎, 谷井孝至, 谷井孝至, 中村俊

    応用物理学会学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　72nd　2011年

  36. In situ guidance of individual neurites by wet femtosecond-laser processing of organosilane monolayers

    Hideaki Yamamoto, Kazunori Okano, Takashi Tanii, Takanori Demura, Yoichiroh Hosokawa, Shun Nakamura

    NEUROSCIENCE RESEARCH　71　E236-E237　2011年

    DOI： 10.1016/j.neures.2011.07.1033 　

    ISSN： 0168-0102

  37. 分子動力学法によるGeO_2/Ge界面のモデリング : SiO_2/Si界面との違い

    渡邉 孝信, 恩田 知弥, 登坂 亮, 山本 英明

    電子情報通信学会技術研究報告. SDM, シリコン材料・デバイス　109　(87)　3-8　2009年6月12日

    出版者・発行元： 一般社団法人電子情報通信学会

    ISSN： 0913-5685

    詳細を見る 詳細を閉じる

    GeとOの任意の混在系を再現する原子間相互作用モデルを開発し、この相互作用モデルを用いた分子動力学シミュレーションでGeO_2/Ge界面の大規模模型を作製した。Ge,O混在系用原子間相互作用モデルは、我々が以前開発したSi,O混在系用原子間相互作用モデルに変更を加え、第一原理計算で見積もったクラスタ分子の変形エネルギーを再現するようにデザインしたものである。原子間相互作用モデルを設計する過程で、Ge,O系の結合エネルギーおよび結合角強度は概ねSi,O系に比べて弱いこと、ただしGe-O-Ge架橋酸素原子構造の結合角のみSi-O-Si角に比べて硬いこと、が明らかとなった。この原子間相互作用モデルを用いてGeO_2/Ge界面とSiO_2/Si界面の模型を作製し、酸化膜中のストレス分布、結合角のヒストグラム、欠陥密度の比較を行った。その結果、酸化によって誘起される歪はGeO_2/Ge界面の方が小さく、界面欠陥の密度もSiO_2/Si界面よりも低い値に落ち着いた。即ち、GeO_2/Ge界面の方が優れた界面を形成しうる、という結論が得られた。本稿では、Ge,O系とSi,O系それぞれの原子間相互作用の特徴から、酸化誘起歪の違いが生じた理由について議論する。

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書籍等出版物 2

  1. 『新しい途を拓く』（東北大学教養教育院叢書「大学と教養」第8巻）

    東北大学教養教育院

    東北大学出版会　2025年3月

    ISBN: 9784861634062

  2. 百科繚覧 Vol. 2: 若手研究者が挑む学際フロンティア

    東北大学学際科学フロンティア研究所「百科繚覧」編集委員会

    東北大学出版会　2020年1月

    ISBN: 9784861633133

講演・口頭発表等 223

  1. 距離依存結合構造を有するアナログSNN回路を用いたリザバー計算による音声信号分類の高性能化

    酒井哲汰, 守谷 哲, 石川将也, 山本英明, 佐藤茂雄

    2025年電子情報通信学会総合大会　2025年3月27日

  2. 低電力リザバー計算システムの構築に向けた スパイキングニューラルネットワークLSIの設計

    石川将也, 守谷 哲, 酒井哲汰, 山本英明, 佐藤茂雄

    2025年電子情報通信学会総合大会　2025年3月27日

  3. 低消費電力アナログCMOS回路を用いたスパイキングニューラルネットワークの実現とリザバー計算応用 招待有り

    佐藤茂雄, 守谷 哲, 石川将也, 山本英明

    令和7年電気学会全国大会　2025年3月20日

  4. Magnetic µCoil fibers for non-invasive neuromodulation

    E. Lebourdonnec, K. Hiramoto, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, S. Ohnuma, H. Masumoto, Y. Guo

    第72回応用物理学会春季学術講演会　2025年3月17日

  5. マイクロ流体デバイスで培養した神経細胞の高倍率イメージング

    齋藤 新, 山本英明, 室田白馬, 佐藤茂雄, 平野愛弓

    第72回応用物理学会春季学術講演会　2025年3月15日

  6. 薄膜型マイクロ流体デバイスを用いたヒトiPS細胞由来大脳皮質神経細胞のパターン培養

    酒井原一守, 山本英明, 西村周泰, 遠藤壮太, 金野智浩, 佐藤茂雄, 正水芳人, 平野愛弓

    第72回応用物理学会春季学術講演会　2025年3月15日

  7. 「ニューラルネットワーク」の多様性：ANN, SNN, そしてBNN 招待有り

    山本英明

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2025年3月6日

  8. Induction of neuronal ensemble plasticity by optogenetic stimulation in micropatterned neuronal networks

    H. Murota, H. Yamamoto, N. Monma, S. Sato, A. Hirano-Iwata

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  9. Exploring the functional role of directional intermodular coupling through in vitro experiments and in silico modeling

    N. Monma, H. Yamamoto, N. Fujiwara, H. Murota, S. Moriya, A. Hirano-Iwata, S. Sato

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  10. Enhanced chronic response to interleukin-6 in micropatterned cortical networks

    M. Sakaibara, H. Yamamoto, H. Murota, S. Sato, A. Hirano-Iwata

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  11. In-silico and in-vitro modeling of reservoir-based predictive coding in biological neuronal networks on multielectrode arrays

    Y. Sato, H. Yamamoto, Y. Ishikawa, T. Sumi, Y. Sono, S. Sato, Y. Katori, A. Hirano-Iwata

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  12. Exploring reservoir computing in neuronal dynamical systems

    T. Sumi, H. Yamamoto, Y. Katori, A. M. Houben, H. Kato, J. Soriano, A. Hirano-Iwata, H. Chiba

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  13. Synaptic selection rule for single neurons in an autaptic culture with STDP

    R. Onda, M. Yamazoe, K. Oishi, Y. Kuwabara, M. Ishida, H. Yamamoto, T. Tanii

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  14. In vitro & in vivo evaluation of directional functional connectivity by anatomical connectivity

    K. Kawamoto, N. Monma, R. Li, H. Yamamoto, T. Matsui

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  15. Study on the impact of connectivity and spontaneous activity on the e-prop training algorithm

    D. Noè, H. Yamamoto, Y. Katori, S. Sato

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  16. Evaluation of the effect of calcium ion concentration on reservoir computing using cultured neuron model

    S. Tanaka, Y. Ishikawa, H. Kato, H. Yamamoto, Y. Katori

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  17. Ten-class speech classification under noisy conditions via predictive coding and reservoir computing in spiking neural networks

    Y. Ishikawa, Y. Sato, T. Sumi, H. Kato, H. Yamamoto, Y. Katori

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  18. The re-launch of "Multicellular Neurobiocomputing" and the role of neuroengineering technologies 招待有り

    H. Yamamoto, K. Watanabe, T. Sumi, S. Sato, A. Hirano-Iwata

    The Future of Computing: Perspectives (The 13th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer)　2025年2月27日

  19. Analog circuit implementation of;pike;imi;lasticity for;efficient computing

    S. Moriya, Y. Iida, H. Yamamoto, S. Sato

    2024 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2024)　2024年12月5日

  20. Role of synaptic plasticity and modular structure on neuronal network recovery from injury

    T. Sumi, A. Houben, H. Yamamoto, H. Kato, Y. Katori, H. Chiba, J. Soriano, A. Hirano-Iwata

    2024 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2024)　2024年12月5日

  21. Noise reduction in speech recognition using predictive coding and reservoir computing in cultured neuronal networks in spiking neural networks

    Y. Ishikawa, Y. Sato, T. Sumi, H. Kato, H. Yamamoto, Y. Katori

    2024 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2024)　2024年12月5日

  22. K. Kawamoto, N. Monma, Y. Kobayashi, K. Hayashi, H. Yamamoto, T. Matsui

    K. Kawamoto, N. Monma, Y. Kobayashi, K. Hayashi, H. Yamamoto, T. Matsui

    2024 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2024)　2024年12月5日

  23. Neuroengineering technologies for reconstituting neuronal network functions in vitro

    H. Yamamoto, T. Sumi, A. Hirano-Iwata, S. Sato

    2024 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications (NOLTA2024)　2024年12月5日

  24. Fabrication of microfluidic devices for reconstituting brain region connectivity with cultured neurons

    S. Endo, H. Yamamoto, K. Nishimura, M. Sakaibara, N. Monma, Y. Masamizu, A. Hirano-Iwata, S. Sato

    17th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2024)

  25. Microelectronic fiber for bio-signal recording and stimulation

    E. le Bourdonnec, K. Hiramoto, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, S. Ohnuma, H. Masumoto, Y. Guo

    Wearable and Implantable Sensors and Electrochemical Devices (WISED) 2024

  26. 培養細胞における神経発火パターンの可塑性制御技術の開発

    室田白馬, 山本英明, 佐藤茂雄, 平野愛弓

    化学とマイクロ・ナノシステム学会 第50回研究会　2024年11月

  27. Cell engineering technologies to regulate neuronal networks 招待有り

    H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, S. Sato

    37th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2024)　2024年11月14日

  28. マイクロ流体デバイスを活用した神経回路機能のボトムアップ解析 招待有り

    山本英明

    第14回分子サイバネティクス・第58回分子ロボティクス定例研究会　2024年11月8日

  29. In silico modeling of reservoir-based predictive coding in biological neuronal networks on multielectrode arrays

    Y. Sato, H. Yamamoto, Y. Ishikawa, T. Sumi, Y. Sono, S. Sato, Y. Katori, A. Hirano-Iwata

    4th International Symposium on Design & Engineering by Joint Inverse Innovation for Materials Architecture (DEJI2MA2024)　2024年10月3日

  30. マルコフ連鎖モデルによる神経細胞ネットワークの構造機能相関解析

    門間信明, 山本英明, 藤原直哉, 佐藤茂雄

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2024年9月28日

  31. STDP則のアナログCMOS回路実装と分類タスクへの応用

    飯田陽介, 守谷 哲, 山本英明, 佐藤茂雄

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2024年9月27日

  32. In vitro neuroengineering using microfluidic devices 招待有り

    H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, S. Sato

    11th Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology (AsiaNANO2024)　2024年9月23日

  33. レーザーマイクロダイセクションによるマイクロパターン培養神経回路への局所損傷

    渡邉啓太, 山本英明, 室田白馬, 住 拓磨, 佐藤茂雄, 平野愛弓

    第85回応用物理学会秋季学術講演会　2024年9月20日

  34. 高密度微小電極アレイを用いた培養神経回路における集団ダイナミクスのフィードバック制御と時系列信号生成タスクによる性能評価

    薗 勇輝, 山本英明, 佐藤有弥, 西 悠聖, 住 拓磨, 香取勇一, 平野愛弓, 佐藤茂雄

    第39回ライフサポート学会大会(LIFE 2024)　2024年9月14日

  35. モジュール構造型培養神経回路の物理リザバーコンピューティング応用

    住 拓磨, 山本英明, 千葉逸人, 香取勇一, 平野愛弓

    第39回ライフサポート学会大会(LIFE 2024)　2024年9月13日

  36. 培養神経回路モデルにおけるリザバー計算を用いた予測符号化による感覚信号処理のノイズ削減

    石川慶孝, 佐藤有弥, 住 拓磨, 加藤秀行, 山本英明, 香取勇一

    第34回日本神経回路学会全国大会　2024年9月12日

  37. 高密度微小電極アレイを用いた培養神経細胞回路の集団ダイナミクスのフィードバック制御

    薗 勇輝, 山本英明, 佐藤有弥, 西 悠聖, 住 拓磨, 香取勇一, 平野愛弓, 佐藤茂雄

    第34回日本神経回路学会全国大会　2024年9月11日

  38. Structure and function in biological neuronal networks: Engineering approaches 招待有り

    H. Yamamoto

    International Workshop on Complex Systems and Their Interdisciplinary Applications　2024年8月6日

  39. 高密度多点電極アレイ上のマイクロパターン培養神経回路を用いた物理リザバーコンピューティング

    西 悠聖, 山本英明, 住 拓磨, 薗 勇輝, 佐藤有弥, 香取勇一, 平野愛弓, 佐藤茂雄

    第47回日本神経科学大会 (NEURO2024)　2024年7月24日

  40. Design of mixed-signal LSI with analog spiking neural network and digital inference circuits for reservoir computing

    S. Moriya, H. Yamamoto, M. Ishikawa, Y. Yuminaka, Y. Horio, J. Madrenas, S. Sato

    IEEE World Congress on Computational Intelligence (WCCI) 2024　2024年7月4日

  41. Dynamical complexity in engineered biological neuronal networks with directional and modular connections

    N. Monma, H. Yamamoto, H. Murota, S. Moriya, A. Hirano-Iwata, S. Sato

    FENS Forum 2024　2024年6月28日

  42. Effect of optogenetic modulation of neuronal ensembles in cultured neuronal networks

    H. Murota, H. Yamamoto, N. Monma, S. Sato, A. Hirano-Iwata

    FENS Forum 2024　2024年6月28日

  43. Reservoir computing using cultured neuronal networks with modular topology

    T. Sumi, H. Yamamoto, Y. Katori, K. Ito, H. Kato, H. Chiba, S. Sato, A. Hirano-Iwata

    FENS Forum 2024　2024年6月28日

  44. Biological reservoir computing: Multicellular computing within biological neuronal networks 招待有り

    H. Yamamoto

    FENS 2024 Satellite Event "Cortical Neurons for Biological Computing"　2024年6月24日

  45. In silico modeling of reservoir-based predictive coding in biological neuronal networks on multielectrode arrays

    Y. Sato, H. Yamamoto, Y. Ishikawa, T. Sumi, Y. Sono, S. Sato, Y. Katori, A. Hirano-Iwata

    11th International Conference on Molecular Electronics & Bioelectronics (M&BE11)

  46. Using engineering tools to study the brain 招待有り

    H. Yamamoto

    UPC Roundtable "Meeting Biological and Electronic Neurons for Biohybrid and In-Vitro Neural Networks: Challenges and Applications"　2024年6月17日

  47. Microcontact printing for patterning neurons and neuronal networks 国際会議

    H. Yamamoto, K. Ide, R. Matsumura, K. Wakimura, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    11th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2017)　2017年12月13日

  48. Spontaneous activity patterns of micropatterned cortical neurons: Dependence on the number of modules 国際会議

    K. Ide, H. Yamamoto, K. Wakimura, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    11th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2017)　2017年12月13日

  49. Modified aperture surface with self-assembled monolayer enhanced stability of suspended lipid membrane 国際会議

    D. Yamaura, D. Tadaki, H. Yamamoto, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    11th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2017)　2017年12月13日

  50. モジュール構造型神経回路モデルにおける同期活動のメカニズム

    守谷 哲, 山本英明, 井手克哉, 秋間学尚, 平野愛弓, 庭野道夫, 久保田 繁, 佐藤茂雄

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2017年11月24日

  51. Engineering modular organization of living neuronal networks by microcontact printed proteins 国際会議

    H. Yamamoto, K. Ide, K. Wakimura, T. Tanii, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)　2017年10月22日

  52. Microfabrication method for investigating ion channel activities 国際会議

    A. Hirano-Iwata, D. Tadaki, D. Yamaura, K. Arata, T. Ohori, T. Ma, H. Yamamoto, M. Niwano

    The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)　2017年10月22日

  53. Generation of nanobubbles by a porous alumina thin film with ordered straight nanoholes 国際会議

    T. Ma, H. Yamamoto, Y. Kimura, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)　2017年10月22日

  54. Functional reconstruction of cell-free synthesized human ion channels in artificial bilayer lipid membranes 国際会議

    K. Arata, D. Tadaki, H. Yamamoto, Y. Tozawa, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)　2017年10月22日

  55. Microfabricated silicon chips for evaluation of multidirectional electrical properties of BLMs 国際会議

    T. Ohori, D. Tadaki, H. Yamamoto, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)　2017年10月22日

  56. An experimental and computaitonal study on spontaneous firing pattern of a single neuron

    K. Hattori, S. Kono, T. Yoneyama, A. Nakanishi, H. Yamamoto, T. Tanii

    第27回日本神経回路学会全国大会　2017年9月20日

  57. Frequency-response curves of micropatterned hippocampal neurons: Effect of cell morphology on membrane impedance 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, S. Katsurabayashi, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    2017 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2017)　2017年9月19日

  58. マイクロコンタクトプリンティング法による生体分子パターニングと培養神経回路の構造制御

    山本英明, 松村亮佑, 井手克哉, 早川岳志, 脇村 桂, 庭野道夫, 平野愛弓

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  59. 生体分子パターンの形状による神経細胞回路のモジュール間相互作用の制御

    井手克哉, 山本英明, 守谷 哲, 脇村 桂, 谷井孝至, 秋間学尚, 久保田 繁, 佐藤茂雄, 庭野道夫, 平野愛弓

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  60. 接続構造を制御した神経細胞回路ユニットの入出力特性

    早川岳志, 山本英明, 松村亮佑, 平野愛弓

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  61. 可視光応答酸化チタン薄膜の光触媒能を利用した細胞の液中パターニング(II)

    河野 翔, 黒飛 敦, 服部晃平, 山本英明, 谷井孝至

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  62. マルチウェル型チャンバーによる高効率薬物副作用検査系の構築

    山浦大地, 宮田隆典, 荒木 駿, 但木大介, 山本英明, 平野愛弓

    第78回応用物理学会秋季学術講演会　2017年9月5日

  63. ナノ・マイクロ構造制御に基づく人工細胞膜の安定化

    平野愛弓, 但木大介, 大堀 健, 荒田航平, 馬 騰, 山本英明, 庭野道夫

    第37回表面科学学術講演大会　2017年8月17日

  64. 可視光応答酸化チタンの光触媒作用を活用した液中表面改質と細胞パターニング

    河野 翔, 黒飛 敦, 服部晃平, 山本英明, 平野愛弓, 谷井孝至

    第37回表面科学学術講演大会　2017年8月17日

  65. Frequency characteristics of morphology controlled neurons on microcontact printed protein patterns 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, S. Katsurabayashi, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)　2017年6月26日

  66. Fabrication of multidirectional electrical characteristics evaluation system of BLM based on microfabrication 国際会議

    T. Ohori, D. Tadaki, H. Yamamoto, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)　2017年6月26日

  67. Lipophobic surfaces enhance the stability of suspended lipid bilayers 国際会議

    D. Yamaura, D. Tadaki, H. Yamamoto, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)　2017年6月26日

  68. Recording activities of cell-free synthesized ion-channels at artificial lipid bilayers formed in microfabricated silicon chips 国際会議

    K. Arata, D. Tadaki, H. Yamamoto, Y. Tozawa, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE9)　2017年6月26日

  69. TiO2-assisted photocatalytic lithography: Applications in patterning neuronal cells and networks 国際会議

    H. Yamamoto, S. Kono, S. Fujishiro, K. Furusawa, T. Tanii, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    European Materials Research Society (E-MRS) 2017 Spring Meeting　2017年5月22日

  70. Modularity-dependent modulation of synchronized bursting activity in cultured neuronal network models 国際会議

    S. Moriya, H. Yamamoto, H. Akima, A. Hirano-Iwata, M. Niwano, S. Kubota, S. Sato

    International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN) 2017　2017年5月14日

  71. 半導体微細加工に基づく薬物副作用センサの開発

    平野愛弓, 但木大介, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2017年4月20日

  72. 自己組織化単分子膜による自立型脂質二分子膜の膜特性制御

    山浦大地, 但木大介, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫, 平野愛弓

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2017年4月20日

  73. 安定な人工脂質二分子膜形成のためのテーパー構造を有した微細孔をもつ半導体シリコンチップの作製

    但木大介, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫, 平野愛弓

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2017年4月20日

  74. モジュール構造型培養神経回路の計算論的モデリング

    山本英明, 守谷 哲, 井手克哉, 松村亮佑, 秋間学尚, 久保田 繁, 谷井孝至, 佐藤茂雄, 庭野道夫, 平野愛弓

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  75. 可視光応答酸化チタン薄膜の光触媒能を利用した細胞の液中パターニング

    古澤昂平, 河野 翔, 藤城翔偉, 山本英明, 谷井孝至

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  76. 支持体表面修飾による自立型脂質二重膜の安定性向上

    山浦大地, 但木大介, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 荻野俊郎, 庭野道夫, 平野愛弓

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  77. 脂質二分子膜に対する多方向電気特性評価用シリコンチップの作製

    大堀 健, 平野愛弓, 但木大介, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 山本英明, 庭野道夫

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  78. マイクロ加工表面を用いた培養神経回路のモジュール性制御

    井手克哉, 山本英明, 松村亮佑, 谷井孝至, 吉信達夫, 庭野道夫, 平野愛弓

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  79. マイクロ加工表面を用いた単一神経細胞の周波数特性制御

    松村亮佑, 山本英明, 桂林秀太郎, 庭野道夫, 平野愛弓

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  80. Functional integration of human ion channels in artificially formed bilayer lipid membranes

    A. Hirano-Iwata, D. Tadaki, D. Yamaura, S. Araki, M. Yoshida, K. Arata, T. Ohori, H. Yamamoto, M. Niwano

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  81. 半導体シリコンチップ上に作製された微細孔における安定な人工脂質二分子膜形成のためのエッジ構造の最適化

    但木大介, 平野愛弓, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  82. 微細加工シリコンチップにおける脂質二分子膜中のイオンチャネル電流計測

    荒田航平, 平野愛弓, 但木大介, 山浦大地, 荒木 駿, 吉田美優, 大堀 健, 山本英明, 庭野 道夫

    第64回応用物理学会春季学術講演会　2017年3月14日

  83. モジュール構造型神経回路モデルにおける自発活動パターンのばらつきに関する考察

    守谷 哲, 山本英明, 井手克哉, 秋間学尚, 平野愛弓, 庭野道夫, 久保田繁, 佐藤茂雄

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2017年3月13日

  84. Analyzing synchronized bursts in cortical neuronal networks 国際会議

    S. Moriya, H. Yamamoto, H. Akima, A. Hirano-Iwata, M. Niwano, S. Kubota, S. Sato

    5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2017年2月27日

  85. A computational study on spontaneous activity of a single neuron 国際会議

    K. Hattori, S. Kono, H. Yamamoto, T. Tanii

    5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2017年2月27日

  86. Unidirectional signal propagation in primary neurons micropatterned at a single-cell resolution 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, S. Katsurabayashi, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2017年2月27日

  87. In situ modification of cell-culture scaffolds by photocatalysis of visible-light-responsible TiO2 film 国際会議

    S. Kono, K. Furusawa, S. Fujishiro, H. Yamamoto, T. Tanii

    5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2017年2月27日

  88. Controlling modularity of cortical neuronal networks using micropatterned surfaces 国際会議

    K. Ide, H. Yamamoto, R. Matsumura, T. Tanii, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2017年2月27日

  89. Synchronization in neuronal networks with modular geometry 国際会議

    H. Yamamoto, T. Tanii, S. Kubota, S. Sato, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2017年2月27日

  90. 自己組織化単分子膜修飾による自立型脂質二分子膜の安定性の制御

    山浦大地, 但木大介, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 山本英明, 荻野俊郎, 庭野道夫, 平野愛弓

    2016年真空・表面科学合同講演会　2016年11月29日

  91. 微細加工シリコン基板に基づく脂質二分子膜へのヒトイオンチャネル機能の再構成

    吉田美優, 平野愛弓, 山本英明, 但木大介, 庭野道夫

    2016年真空・表面科学合同講演会　2016年11月29日

  92. Structure-function relationships in living neuronal networks: a surface engineering approach 国際会議

    H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, T. Tanii, M. Niwano

    10th Anniversary International Symposium on Nanomedicine (ISNM2016)　2016年11月24日

  93. モジュール型神経回路モデルにおける構造と同期活動の解析

    守谷 哲, 山本英明, 秋間学尚, 平野愛弓, 庭野道夫, 久保田繁, 佐藤茂雄

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2016年11月18日

  94. Reconstitution of human ion channels into solvent-free lipid bilayers in microfabricated silicon chips: accelerated vesicle fusion via centrifugation 国際会議

    A. Hirano-Iwata, M. Yoshida, S. Araki, D. Tadaki, R. Miyata, K. Ishibashi, H. Yamamoto, M. Niwano

    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM) 2016　2016年9月27日

  95. Equivalent circuit simulation of a neuron-electrode interface: mechanism of signal amplification by resistive covering 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM) 2016　2016年9月27日

  96. マイクロ加工表面を用いた神経信号伝達の整流性制御

    松村亮佑, 山本英明, 桂林秀太郎, 平野愛弓, 庭野道夫

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  97. 有機単分子膜パターンにより細胞間接続を制御した2細胞神経回路の構築と解析

    河野 翔, 藤森壮也, 山本英明, 谷井孝至

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  98. Reconstitution of human ion channels in lipid bilayers formed in microfabricated apertures

    A. Hirano-Iwata, M. Yoshida, S. Araki, D. Tadaki, R. Miyata, K. Ishibashi, K. Arata, T. Ohori, H. Yamamoto, M. Niwano

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  99. 微細加工シリコンチップにおけるナノエッジ構造と人工脂質二分子膜形成

    荒田航平, 平野愛弓, 石橋健一, 但木大介, 荒木 駿, 吉田美優, 山本英明, 庭野道夫

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  100. 人工脂質二分子膜形成のための微細孔を有する半導体シリコンチップの作製プロセスの改善

    但木大介, 平野愛弓, 石橋健一, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  101. 半導体微細加工を用いた人工細胞膜アレイの開発

    荒木 駿, 平野愛弓, 宮田隆典, 但木大介, 石橋健一, 山本英明, 庭野道夫

    第77回応用物理学会秋季学術講演会　2016年9月13日

  102. Fabrication method of silicon chips with micro-apertures for formation of artificial bilayer lipid membranes 国際会議

    D. Tadaki, A. Hirano-Iwata, K. Ishibashi, S. Araki, M. Yoshida, K. Arata, T. Ohori, H. Yamamoto, M. Niwano

    20th International Vacuum Congress (IVC-20)　2016年8月21日

  103. Directed polarization and signal propagation in neuronal networks on microcontact printed protein patterns 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    20th International Vacuum Congress (IVC-20)　2016年8月21日

  104. 神経回路の同期的活動に対するモジュール構造の影響に関する計算論的研究

    守谷 哲, 山本英明, 秋間学尚, 平野愛弓, 庭野道夫, 久保田繁, 佐藤茂雄

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2016年7月4日

  105. Spontaneous activity of cultured neuronal networks with defined numbers of neurons: a computational study 国際会議

    H. Yamamoto, Y. Chida, A. Hirano-Iwata, T. Tanii, S. Kubota, M. Niwano

    10th FENS Forum for Neuroscience　2016年7月2日

  106. Amplifying neuronal signals in extracellular recordings using electrical resistance of a glial cell sheet 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    10th FENS Forum for Neuroscience　2016年7月2日

  107. Integration of human ion channels into solvent-free lipid bilayers in microfabricated apertures: accelerated vesicle fusion via centrifugation 国際会議

    A. Hirano-Iwata, M. Yoshida, S. Araki, D. Tadaki, R. Miyata, K. Ishibashi, H. Yamamoto, M. Niwano

    10th FENS Forum for Neuroscience　2016年7月2日

  108. Reconstruction of human ion-channels in solvent-free bilayer lipid membranes based on microfabricated silicon chips 国際会議

    M. Yoshida, A. Hirano-Iwata, S. Araki, H. Yamamoto, M. Niwano

    10th FENS Forum for Neuroscience　2016年7月2日

  109. 微細加工脂質二分子膜チップへのイオンチャネルの包埋

    平野愛弓, 吉田美優, 荒木 駿, 但木大介, 山本英明, 庭野道夫

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2016年4月21日

  110. 安定な人工脂質二分子膜形成のための微細孔を有するシリコンチップの作製

    但木大介, 平野愛弓, 石橋健一, 荒木 駿, 吉田美優, 荒田航平, 大堀 健, 山本英明, 庭野道夫

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2016年4月21日

  111. マイクロパターン表面を用いた培養神経回路の構造-機能制御

    山本英明, 石原広識, 河野翔, 千田雄大, 松村亮佑, 平野愛弓, 久保田繁, 谷井孝至, 庭野道夫

    第63回応用物理学会春季学術講演会　2016年3月19日

  112. 細胞シートの電気抵抗を活用した神経細胞外計測の信号増強

    松村亮佑, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    第63回応用物理学会春季学術講演会　2016年3月19日

  113. 微細加工イオンチャネルチップにおけるチャネル包埋促進

    平野愛弓, 吉田美優, 荒木 駿, 山本英明, 庭野道夫

    第63回応用物理学会春季学術講演会　2016年3月19日

  114. レーザ走査光触媒リソグラフィを活用した液中細胞パターニング

    藤城翔偉, 関根浩平, 河野 翔, 池田 丈, 黒田章夫, 山本英明, 谷井孝至

    第63回応用物理学会春季学術講演会　2016年3月19日

  115. Fabrication of planar patch clamp chip by Bosch process and neuron network formation using this chip

    王 志宏, 宇野秀隆, 中尾 聡, 高田紀子, 青山正樹, 鈴井光一, 中原 康, 杉浦広峻, 長谷川貴之, 新井史人, 山本英明, 宇理須恒雄

    第63回応用物理学会春季学術講演会　2016年3月19日

  116. 安定化脂質二分子膜イオンチャネルセンサの開発

    吉田美優, 平野愛弓, 山本英明, 庭野道夫

    平成27年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会　2016年3月9日

  117. ナノテーパー構造に基づく人工細胞膜の構築

    荒木 駿, 平野愛弓, 但木大介, 石橋健一, 山本英明, 庭野道夫

    平成27年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会　2016年3月9日

  118. Improved process of silicon chips with micro-apertures for formation of mechanically stable bilayer lipid membranes 国際会議

    D. Tadaki, A. Hirano-Iwata, K. Ishibashi, S. Araki, M. Yoshida, K. Arata, T. Ohori, H. Yamamoto, M. Niwano

    7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2016年3月1日

  119. Integration of human ion channels in bilayer lipid membranes formed in microfabricated apertures 国際会議

    A. Hirano-Iwata, M. Yoshida, S. Araki, D. Tadaki, K. Ishibashi, H. Yamamoto, M. Niwano

    7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2016年3月1日

  120. Formation of stable artificial bilayer lipid membranes in nano-tapered microapertures 国際会議

    S. Araki, A. Hirano-Iwata, D. Tadaki, K. Ishibashi, H. Yamamoto, M. Niwano

    7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2016年3月1日

  121. Study on basic characteristics of nano-bubbles generated by porous alumina thin film 国際会議

    N. Yamada, H. Saito, T. Ma, H. Yamamoto, K. Ishibashi, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2016年3月1日

  122. Recording multi- and single-channel currents of human ion-channels in solvent-free bilayer lipid membranes in tapered microapertures 国際会議

    M. Yoshida, S. Araki, A. Hirano-Iwata, H. Yamamoto, M. Niwano

    7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2016年3月1日

  123. Spontaneous activity patterns of small neuronal ensembles 国際会議

    H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, T. Tanii, S. Kubota, M. Niwano

    4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2016年2月23日

  124. Surface engineering technologies for constructing and analyzing neuronal circuits 国際会議

    A. Hirano-Iwata, R. Matsumura, H. Yamamoto, M. Niwano

    4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2016年2月23日

  125. Equivalent circuit models of covering neurons with a cell sheet for amplifying extracellularly recorded signals 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2016年2月23日

  126. Live-cell identification of excitatory-inhibitory cell types of cultured cortical neurons focusing on specific axon growth length on micropatterns 国際会議

    S. Kono, T. Kushida, H. Yamamoto, T. Tanii

    4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2016年2月23日

  127. Small world-like structure increases synchrony in computational models of cultured neuronal networks 国際会議

    Y. Chida, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, S. Kubota, M. Niwano

    4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2016年2月23日

  128. Effect of network topology on synchronization in modular networks of Kuramoto oscillators 国際会議

    A. F. Shimizu, H. Yamamoto, Y. Chida, A. Hirano-Iwata, S. Kubota, M. Niwano

    4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2016年2月23日

  129. Manipulating neuronal cells in situ by TiO2-assisted photocatalytic lithography 国際会議

    H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, T. Tanii, M. Niwano

    9th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2015)　2015年12月10日

  130. 表面マイクロ改質技術を活用した培養神経細胞/回路の構造制御

    山本英明, 平野愛弓, 谷井孝至, 庭野道夫

    第35回表面科学学術講演会　2015年12月1日

  131. 微細加工シリコン基板を用いた人工細胞膜の構築

    荒木駿, 平野愛弓, 山本英明, 庭野道夫

    第35回表面科学学術講演会　2015年12月1日

  132. アルミナ多孔質薄膜を用いたナノバブル発生

    山田夏輝, 齋藤栄幸, 馬 騰, 平野愛弓, 山本英明, 石橋健一, 宮澤 誠, 坂本仁志, 庭野道夫

    第35回表面科学学術講演会　2015年12月1日

  133. 水クラスターイオンのポリペプチドとの反応の赤外吸収分光その場観察

    吉田真生, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    第35回表面科学学術講演会　2015年12月1日

  134. 位相振動子がつくる複雑ネットワークにおける同期状態の解析

    清水 ファビオ アキラ, 山本英明, 千田雄大, 平野愛弓, 久保田 繁, 庭野道夫

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2015年11月20日

  135. 積分発火型ニューロン回路におけるスモールワールド構造と同期の関係

    千田雄大, 山本英明, 平野愛弓, 久保田 繁, 庭野道夫

    電子情報通信学会 ニューロコンピューティング(NC)研究会　2015年11月20日

  136. Identification of Normal-Cancer Cells by the Difference in their Adhesion on Organosilane Monolayer Templates: A Feasibility Study 国際会議

    Y. Takeuchi, R. Sakamoto, H. Wakabayashi, H. Yamamoto, Y. Sato, T. Tanii

    28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015)　2015年11月10日

  137. Laser-Scanning Photocatalytic Lithography of Organosilane Monolayers for Fabrication of Artificial Neuronal Circuits 国際会議

    K. Sekine, H. Yamamoto, S. Kono, S. Fujishiro, T. Ikeda, A. Kuroda, T. Tanii

    28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015)　2015年11月10日

  138. ハイドロゲル膜を用いた神経細胞－グリア細胞の接触共培養系の確立

    松村亮佑, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    第76回応用物理学会秋季学術講演会　2015年9月13日

  139. 微細加工シリコン基板に基づくイオンチャネル機能の発現

    吉田美優, 平野愛弓, 山本英明, 庭野道夫

    第76回応用物理学会秋季学術講演会　2015年9月13日

  140. マイクロパターン上での培養による興奮性-抑制性神経細胞の非標識判別II

    河野 翔, 櫛田昂歳, 山本英明, 谷井孝至

    第76回応用物理学会秋季学術講演会　2015年9月13日

  141. 微細加工シリコン基板を用いたイオンチャネル機能の再構成

    平野愛弓, 山本英明, 木村康男, 庭野道夫

    2015年電子情報通信学会 ソサイエティ大会　2015年9月8日

  142. 位相振動子を用いた複数の複雑ネットワーク間の結合による同期状態の制御

    清水 ファビオ アキラ, 山本英明, 千田雄大, 平野愛弓, 久保田 繁, 庭野道夫

    第25回日本神経回路学会全国大会　2015年9月2日

  143. 積分発火モデルニューロンにおける同期的活動のネットワーク規模依存性

    千田雄大, 山本英明, 平野愛弓, 谷井孝至, 久保田 繁, 庭野道夫

    第25回日本神経回路学会全国大会　2015年9月2日

  144. 培養神経回路の自発発火パターンの素子数依存性に関する理論的考察

    山本英明, 千田雄大, 平野愛弓, 谷井孝至, 久保田 繁, 庭野道夫

    第38回日本神経科学大会　2015年7月28日

  145. マウス海馬スライスにおけるキャピラリ型グルタミン酸センサによる前膜からのグルタミン酸放出計測と後シナプス電位の同時測定

    松村亮佑, 平野愛弓, 山本英明, 庭野道夫

    第38回日本神経科学大会　2015年7月28日

  146. Quantitative analysis of synapse formation in micropatterned neuronal networks 国際会議

    R. Matsumura, H. Yamamoto, H. Takaoki, S. Katsurabayashi, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    Workshop on Atomically Controlled Processing for Ultra-large Scale Integration　2015年7月9日

  147. Reconstitution of ion channel functions in microfabricated silicon chips 国際会議

    A. Hirano-Iwata, H. Yamamoto, Y. Kimura, M. Niwano

    Workshop on Atomically Controlled Processing for Ultra-large Scale Integration　2015年7月9日

  148. Live-cell, label free identification of excitatory-inhibitory neurons on micropatterned surfaces 国際会議

    S. Kono, T. Kushida, H. Yamamoto, T. Tanii

    8th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics (M&BE8)　2015年6月22日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Student Poster Award受賞

  149. Single-molecule FRET measurements using molecular beacon 国際会議

    T. Kushida, S. Izumi, H. Yamamoto, T. Tanii

    6th International Symposium on Advanced Materials and Development and Integration of Novel Structured Metallic an dInorganic Materials (AMDI-6)　2015年6月9日

  150. 微細加工シリコン基板に基づくイオンチャネル機能の再構成

    平野愛弓, 山本英明, 木村康男, 庭野道夫

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2015年4月16日

  151. 赤外分光法によるナノバブルの表面洗浄効果のその場観察

    齋藤栄幸, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    電子情報通信学会 電子デバイス(ED）研究会　2015年4月16日

  152. マイクロパターン基板上の単一神経細胞間に形成されるシナプスの解析 国際会議

    高沖英里, 山本英明, 松村亮佑, 桂林秀太郎, 平野愛弓, 庭野道夫

    第62回応用物理学会春季学術講演会　2015年3月11日

  153. マイクロパターン神経細胞回路の活動様式に関する理論的考察

    千田雄大, 山本英明, 平野愛弓, 石原広識, 藤森壮也, 谷井孝至, 久保田 繁, 庭野道夫

    第62回応用物理学会春季学術講演会　2015年3月11日

  154. モレキュラービーコンを用いた1分子FRET計測系の構築

    和泉聡志, 大久保幸太朗, 櫛田昂歳, 山本英明, 谷井孝至

    第62回応用物理学会春季学術講演会　2015年3月11日

  155. 溶液塗布法による有機強誘電体薄膜（PVDF薄膜）の成膜

    中山貴裕, 今井裕司, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    第62回応用物理学会春季学術講演会　2015年3月11日

  156. 規則ナノ細孔を有する多孔質薄膜を用いたナノバブル発生

    齋藤栄幸, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    第62回応用物理学会春季学術講演会　2015年3月11日

  157. 有機シラン単分子膜パターンへの接着差を用いた癌細胞の選別

    竹内祐子, 柿沼瑛介, 坂本留実, 山本英明, 佐藤裕子, 谷井孝至

    第62回応用物理学会春季学術講演会　2015年3月11日

  158. 溶液塗布法による有機強誘電体薄膜（PVDF薄膜）の成膜と圧力センサへの応用

    中山貴裕, 今井裕司, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    平成26年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会　2015年3月9日

  159. 規則ナノ細孔を有する多孔質薄膜を用いたナノバブル発生

    齋藤栄幸, 馬 騰, 山本英明, 平野愛弓, 庭野道夫

    平成26年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会　2015年3月9日

  160. Generation of nano-bubbles by a porous film with ordered nanoholes 国際会議

    H. Saito, T. Ma, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2015年3月2日

  161. Chronoamperometric recording of released glutamate after induction of long-term potentiation 国際会議

    R. Matsumura, A. Hirano-Iwata, H. Yamamoto, M. Niwano

    6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2015年3月2日

  162. Recording activities of ion channel proteins in microfablicated silicon chips 国際会議

    A. Hirano-Iwata, Y. Ishinari, H. Yamamoto, Y. Kimura, M. Niwano

    6th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2015年3月2日

  163. Single-cell micropatterning techniques for engineering neuronal networks in vitro 国際会議

    H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, M. Niwano, T. Tanii

    3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2015年2月18日

  164. Functional reconstitution of ion channels in artificially formed bilayer lipid membranes 国際会議

    A. Hirano-Iwata, Y. Ishinari, H. Yamamoto, Y. Kimura, M. Niwano

    3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2015年2月18日

  165. Immunocytochemical analysis of synaptogenesis in micropatterned hippocampal neurons 国際会議

    H. Takaoki, H. Yamamoto, R. Matsumura, S. Katsurabayashi, A. Hirano-Iwata, M. Niwano

    3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2015年2月18日

  166. Chronoamperometric recording of increased glutamate release after induction of long-term potentiation in mouse hippocampal slices 国際会議

    R. Matsumura, A. Hirano-Iwata, H. Yamamoto, M. Niwano

    3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2015年2月18日

  167. Computational modeling of the spontaneous activity in micropatterned neuronal networks 国際会議

    Y. Chida, H. Yamamoto, A. Hirano-Iwata, K. Ishihara, S. Fujimori, T. Tanii, S. Kubota, M. Niwano

    3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2015年2月18日

  168. Recording activities of cardiomyocyte channels in microfablicated silicon chips 国際会議

    Y. Ishinari, A. Hirano-Iwata, H. Yamamoto, Y. Kimura, M. Niwano

    3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2015年2月18日

  169. Spontaneous activity patterns of micropatterned neuronal networks in culture 国際会議

    H. Yamamoto, T. Tanii, M. Niwano, A. Hirano-Iwata

    8th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2014)　2014年12月4日

  170. Adhesibility-Dependent Cell Sorting Using Organosilane Monolayer Template and Green-Tea Epigallocatechin Gallate 国際会議

    R. Sakamoto, E. Kakinuma, Y. Takeuchi, H. Yamamoto, T. Tanii

    5th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structural Metallic and Inorganic Materials (AMDI-5)　2014年11月19日

  171. In Situ Modification of Cell-Culture Scaffolds by Photocatalytic Decomposition of Organosilane Monolayers on Titanium Dioxide 国際会議

    S. Kono, H. Yamamoto, K. Sekine, T. Tanii

    5th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structural Metallic and Inorganic Materials (AMDI-5)　2014年11月19日

  172. Optimization of micropattern geometry for long-term culture of isolated neurons and identification of excitatory-inhibitory cell types 国際会議

    H. Yamamoto, S. Kono, T. Kushida, A. Hirano-Iwata, M. Niwano, T. Tanii

    Neuroscience 2014　2014年11月15日

  173. 微細加工シリコン基板とイオンチャネルの融合

    石成 裕, 平野愛弓, 山本英明, 木村康男, 庭野道夫

    第34回表面科学学術講演会　2014年11月6日

  174. Surface modification in aqueous solution using TiO2 photocatalysis and a linker protein L2 for patterning primary neurons 国際会議

    K. Sekine, H. Yamamoto, S. Kono, T. Ikeda, A. Kuroda, T. Tanii

    7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)　2014年11月2日

  175. Interference between Chronoamperometric L-Glutamate Currents and Simultaneously Recorded Field Excitatory Postsynaptic Potentials 国際会議

    R. Matsumura, A. Hirano-Iwata, H. Yamamoto, M. Niwano

    7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)　2014年11月2日

  176. Fabrication of micropattered substrate for live-cell, label free identification of excitatory-inhibitory neurons 国際会議

    S. Kono, T. Kushida, H. Yamamoto, T. Tanii

    7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)　2014年11月2日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Travel Award受賞

  177. Microfabricated Si Chips for Reconstitution of Ion Channel Proteins 国際会議

    A. Hirano-Iwata, Y. Ishinari, H. Yamamoto, Y. Kimura, M. Niwano

    7th International Symposium on Surface Science (ISSS-7)　2014年11月2日

  178. 培養神経細胞・神経回路操作のための表面マイクロ加工技術

    山本英明, 谷井孝至, 庭野道夫, 平野愛弓

    第52回日本生物物理学会年会　2014年9月25日

  179. ナノスリット導波路を用いた細胞内生体分子のリアルタイム蛍光イメージング

    大久保幸太朗, 櫛田昂歳, 和泉聡志, 山本英明, 谷井孝至

    第75回応用物理学会秋季学術講演会　2014年9月17日

  180. グルタミン酸電流と興奮性シナプス後電位の同時測定法

    松村亮佑, 平野愛弓, 山本英明, 庭野道夫

    第75回応用物理学会秋季学術講演会　2014年9月17日

  181. 有機シラン単分子膜パターン基板を用いたモジュール構造型培養神経回路の構築

    石原広識, 藤森壮也, 山本英明, 谷井孝至

    第75回応用物理学会秋季学術講演会　2014年9月17日

  182. マイクロ加工基板を用いた興奮性/抑制性神経細胞判別法の開発

    河野 翔, 櫛田昂歳, 山本英明, 谷井孝至

    第37回日本神経科学大会　2014年9月11日

  183. マイクロコンタクトプリンティング法による培養マウス海馬神経細胞の軸索誘導

    高沖英里, 山本英明, 桂林秀太郎, 木村康男, 平野愛弓, 庭野道夫

    第37回日本神経科学大会　2014年9月11日

  184. 酸化チタンの光触媒能とリンカータンパク質RPL2を活用した神経細胞パターニング

    関根浩平, 山本英明, 池田 丈, 黒田章夫, 谷井孝至

    第61回応用物理学会春期学術講演会　2014年3月17日

  185. マイクロパターン上での培養による興奮性-抑制性神経細胞の非標識判別

    櫛田昂歳, 河野 翔, 山本英明, 谷井孝至

    第61回応用物理学会春期学術講演会　2014年3月17日

  186. マイクロパターン上への細胞接着過程のタイムラプス解析 －緑茶カテキンを含む培養液中でのがん細胞と正常細胞の比較－

    坂本留実, 益田顕太朗, 柿沼瑛介, 伊藤耕作, 池滝健太郎, 松崎賢寿, 吉川洋史, 中林誠一郎, 山本英明, 佐藤裕子, 谷井孝至

    第61回応用物理学会春期学術講演会　2014年3月17日

  187. 有機単分子膜パターンを用いた細胞接着制御と評価

    谷井孝至, 山本英明

    第61回応用物理学会春期学術講演会　2014年3月17日

  188. 表面ナノ改質技術を活用した培養神経回路の構造・機能制御

    山本英明, 谷井孝至

    生物物理学会北海道支部 支部講演会　2014年3月6日

  189. Intrinsic activity of defined neuronal networks in culture 国際会議

    H. Yamamoto, T. Tanii

    2nd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2014年2月21日

  190. Live-cell, label-free identification of excitatory-inhibitory neurons in culture using surface micropatterns 国際会議

    S. Kono, H. Yamamoto, T. Kushida, T. Tanii

    2nd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2014年2月21日

  191. Application of surface modification techniques in cancer and neuroscience research 国際会議

    T. Tanii, H. Yamamoto

    International Symposium on EcoTopia Science '13　2013年12月13日

  192. Directing axon-dendrite polarity of cultured hippocampal neurons with surface micropatterns 国際会議

    H. Yamamoto, S. Kono, T. Demura, M. Morita, G. Banker, T. Tanii, S. Nakamura

    Neuroscience 2013　2013年11月9日

  193. Green-tea catechin alters the adhesion state in cancer cells, but not in normal cells 国際会議

    K. Masuda, E. Kakinuma, R. Sakamoto, K. Ito, K. Iketaki, T. Matsuzaki, H. Yoshikawa, S. Nakabayashi, H. Yamamoto, H. T. Chi, Y. Sato, T. Tanii

    5th Int. Conf. on O-CHA (Tea) Culture and Science (ICOS 2013)　2013年11月6日

  194. Suppressive effect of epigallocatechin-3-gallate on adhesion of metastatic cancer cells studied by reflection interference contrast microscopy measurement of micropatterned cells 国際会議

    R. Sakamoto, K. Masuda, E. Kakinuma, K. Ito, K. Iketaki, T. Matsuzaki, H. Yoshikawa, S. Nakabayashi, H. Yamamoto, Y. Sato, T. Tanii

    5th Int. Conf. on O-CHA (Tea) Culture and Science (ICOS 2013)　2013年11月6日

  195. 有機シラン単分子膜パターン基板を用いた癌細胞の接着能評価

    柿沼 瑛介, 益田 顕太朗, 坂本 留実, 伊藤 耕作, 松崎 賢寿, 吉川 洋史, 中林 誠一郎, 山本 英明, 品田 賢宏, 佐藤 裕子, 谷井 孝至

    第74回応用物理学会秋季学術講演会　2013年9月16日

  196. リアルタイム一分子蛍光イメージング法のSN比を向上するゼロモード導波路の設計

    大久保 幸太朗, 日向野 駿, 上野 太郎, 船津 高志, 山本 英明, 谷井 孝至

    第74回応用物理学会秋季学術講演会　2013年9月16日

  197. マイクロ加工基板上での単一神経細胞の長期培養

    河野翔, 山本英明, 森田麻裕, 谷井孝至

    第74回応用物理学会秋季学術講演会　2013年9月16日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    Poster Award受賞

  198. Fabrication of novel cell chips using in-situ surface modification 国際会議

    T. Tanii, H. Yamamoto

    Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2013　2013年6月24日

  199. 素子数が規定された培養神経細胞ネットワークにおける自発的神経活動の解析

    山本英明, 森田麻裕, 出村崇徳, 河野 翔, 谷井孝至, 中村 俊

    第36回日本神経科学大会　2013年6月20日

  200. マイクロパターン基板上の微小神経回路における自発的神経活動

    森田麻裕, 山本英明, 出村崇徳, 河野翔, 中村俊, 谷井孝至

    第60回応用物理学会春期学術講演会　2013年3月27日

  201. 酸化チタンの光触媒作用を用いた有機シラン単分子膜の液中分解と細胞培養環境での細胞接着足場改質

    出村崇徳, 山本英明, 森田麻裕, 河野翔, 中村俊, 谷井孝至

    第60回応用物理学会春期学術講演会　2013年3月27日

  202. 緑茶カテキンが癌細胞特異的に細胞接着能を抑制する作用機序の調査

    益田顕太朗, 一澤晃太, 柿沼瑛介, 山本英明, Chi Hoang Thanh, 佐藤裕子, 品田賢宏, 谷井孝至

    第60回応用物理学会春期学術講演会　2013年3月27日

  203. マイクロ加工基板上にパターニングされた神経細胞における極性形成(Ⅱ)

    河野翔, 山本英明, 出村崇徳, 森田麻裕, 中村俊, 谷井孝至

    第60回応用物理学会春期学術講演会　2013年3月27日

  204. 有機シラン単分子膜パターン基板を用いた癌細胞の接着能評価

    柿沼瑛介, 一澤晃太, 益田顕太朗, 山本英明, 品田賢宏, 佐藤裕子, 谷井孝至

    第60回応用物理学会春期学術講演会　2013年3月27日

  205. Micropatterned neuronal network in culture as a model system of CNS local circuit 国際会議

    H. Yamamoto, T. Tanii, S. Nakamura

    7th International Symposium on Medical, Bio-, and Nano-Electronics　2013年3月7日

  206. In-situ modification of cell-culture scaffolds by TiO2 photocatalysis 国際会議

    H. Yamamoto, T. Demura, M. Morita, S. Kono, S. Nakamura, T. Tanii

    6th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2012)　2012年11月29日

  207. Surface engineering techniques for designing neuronal networks in vitro 国際会議

    H. Yamamoto, T. Tanii, S. Nakamura

    1st RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer　2012年11月15日

  208. Photocatalytic Decomposition of Organosilane Monolayer on TiO2 and its Application to In-Situ Modification of a Cell-Culture Surface 国際会議

    T. Demura, H. Yamamoto, M. Morita, S. Kono, S. Nakamura, T. Tanii

    25th International Microprocess and Nanotechnology Conference (MNC 2012)　2012年10月30日

  209. 有機シラン単分子膜テンプレートを用いた初代培養神経細胞の極性化誘導

    山本英明

    第1回 ナノメディシン分子科学 若手の会　2012年9月22日

  210. 培養海馬神経細胞の軸索決定における突起伸長の役割

    山本英明, 出村崇徳, 森田麻裕, Gary A. Banker, 谷井孝至, 中村 俊

    第35回日本神経科学大会　2012年9月18日

  211. 安定な自律的発火リズムを保持するminimal神経回路の解析: ナノ/マイクロ加工技術を用いたアプローチの提案

    山本英明

    第18回情報バイオトロニクス研究会　2012年8月30日

  212. 人工神経細胞ネットワークの構築のための要素技術の確立と今後の展開

    山本英明

    第57回ナノ・スピン工学研究会　2012年5月11日

  213. 超短パルスレーザー細胞プロセスを利用した神経細胞パターニング

    山本英明

    第1回 超短パルス細胞プロセス研究会　2012年4月13日

  214. Fabrication of Artificial Neuronal Circuit by In-Situ Guidance of Individual Neurites Using Photocatalytic Decomposition of Organosilane Monolayer 国際会議

    T. Tanii, T. Demura, M. Morita, H. Yamamoto, S. Nakamura

    3rd International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics　2012年3月21日

  215. Surface nano/micro-modification techniques for designing neuronal networks in vitro 国際会議

    H. Yamamoto, T. Demura, M. Morita, T. Tanii, S. Nakamura

    5th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2011)　2012年3月15日

  216. 有機シラン単分子膜パターン基板を用いた緑茶カテキンを含む培養液中での細胞接着能の評価

    一澤晃太, 益田顕太朗, 山本英明, 佐藤裕子, 谷井孝至

    第59回応用物理学関連連合講演会　2012年3月15日

  217. マイクロ加工基板上にパターニングされた神経細胞における極性形成

    山本英明, 出村崇徳, 森田麻裕, Gary Banker, 谷井孝至, 中村 俊

    第59回応用物理学関連連合講演会　2012年3月15日

  218. スパッタ法により堆積した酸化チタン膜の光触媒作用を用いた有機シラン単分子膜の液中表面改質と細胞パターニング

    森田麻裕, 出村崇徳, 山本英明, 中村 俊, 谷井孝至

    第59回応用物理学関連連合講演会　2012年3月15日

  219. 人工神経細胞回路の構築のための表面ナノ/マイクロ改質技術

    山本英明, 谷井孝至, 中村俊

    第17回情報バイオトロニクス研究会　2012年1月24日

  220. Photocatalytic decomposition of organosilane monolayer on TiO2 under aqueous condition and its application to cell patterning 国際会議

    T. Demura, H. Yamamoto, M. Morita, S. Nakamura, T. Tanii

    6th International Symposium on Surface Science　2011年12月11日

  221. Effect of Green-Tea Catechins on Normal- and Cancer-Cell Adhesiveness Evaluated Using an Organosilane-Modified Surface Pattern 国際会議

    K. Ichisawa, H. Yamamoto, K. Masuda, T. Demura, M. Morita, Y. Sato, T. Tanii

    6th International Symposium on Surface Science　2011年12月11日

  222. In Situ Guidance of Individual Neuronal Processes by Wet Femtosecond-Laser Processing of Self-Assembled Monolayers 国際会議

    H. Yamamoto, K. Okano, T. Demura, Y. Hosokawa, T. Tanii, S. Nakamura

    Materials Research Society Fall Meeting 2011　2011年11月28日

  223. Dynamic surface control of culture substrate using a laser-directed microfabrication 国際会議

    K. Okano, A. Matsui, Y. Maezawa, Y. Hosokawa, H. Yamamoto, H. Masuhara, H. Tsubokawa

    Society for Neuroscience Meeting 2011　2011年11月12日

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産業財産権 1

  1. 羽ばたきロボット

    渡邉孝信, 澤根 慧, 富永俊平, 金川 清, 山本英明

    特許第5857658

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 26

  1. 生物規範的情報処理モデルの実細胞実装とウェットウェア計算機展開

    山本 英明, 佐藤 茂雄, 守谷 哲

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tohoku University

    2024年4月1日 ～ 2029年3月31日

  2. 脳神経マルチセルラバイオ計算に関する総括

    山本 英明, 香取 勇一, 松井 鉄平, 谷井 孝至, 平野 愛弓, 正水 芳人, 神谷 温之, 河野 崇, 平田 豊

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    研究機関：Tohoku University

    2024年4月1日 ～ 2029年3月31日

  3. 脳神経マルチセルラバイオ計算の理解とバイオ超越への挑戦

    山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    2024年4月1日 ～ 2029年3月31日

  4. てんかん患者iPS細胞アストロサイトによる神経回路病態形成機構の解明と治療薬探索

    桂林 秀太郎, 山本 英明, 田中 泰圭

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Fukuoka University

    2023年4月1日 ～ 2027年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    神経疾患の発症原因として、グリア細胞の一種であるアストロサイトが近年注目されている。アストロサイトはシナプス伝達を制御することから、グリア治療薬が新たな治療に繋がると期待される。本研究では、根本的治療薬がない難治性てんかんドラベ症候群について、患者のiPS細胞由来アストロサイトと健常人のiPS細胞由来単一ニューロンとを共培養した最小神経回路モデルを作製し、疾患アストロサイトに着眼した病態の解明と治療薬の探索を目的としている。 本研究は４年計画で３つの課題を設定している。最終ゴールは、てんかんアストロサイトによって生じるシナプス伝達の病態機序を明らかにし、疾患アストロサイトに着眼したグリア治療薬の開発に向けた薬物スクリーニングを実施することである。 令和5-6年度における研究課題として、健常人ならびにてんかん患者由来iPS細胞から興奮性および抑制性ニューロンとアストロサイトを分化誘導し、完全iPS型オータプス標本を開発することを掲げている。令和５年度のに得られた特記すべき研究実績は以下の２つである。 ●てんかん患者由来iPS細胞からアストロサイトを分化誘導できた。現在はドラベ症候群モデル動物由来アストロサイトで発見したCa動態の変異（Uchino et al., 2023）と同じ挙動を示すか実験計画中である。 ●健常人iPS細胞からアストロサイトを分化誘導することに成功し、さらには分化誘導期間を短くすることにも成功した。この結果、iPS細胞からニューロンを分化誘導するタイミングと共培養するタイミングを組み合わせやすくなった。よって、令和６年度は、当初の研究計画通りに完全iPS型オータプス標本を開発することが出来る予定である。

  5. 高次元ダイナミクスを呈する神経細胞回路の人工再構成とそのレザバー実装

    山本 英明, 佐藤 茂雄

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2023年4月1日 ～ 2027年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では，マイクロ流体デバイスを用いた培養神経回路の構造制御技術を先端バイオ計測技術と融合させることにより，生物の脳がバイオ素子に基づいて実現する情報処理をボトムアップ的に解析するための新しい実験系を創成することを目指している．初年度には，500細胞程度から構成される大規模培養神経回路を構築し，リザバーコンピューティングの枠組みを用いて，音声信号から手書き文字を生成する感覚運動制御タスクを実装し，刺激に応答して現れる大規模培養神経回路の神経ダイナミクスの特性と運動信号生成タスクにおける情報処理性能の関係について調べた．先行研究で用いていた100細胞程度の小規模回路と，今回新たに作製した大規模回路を比較したところ，小規模回路では刺激によって神経回路に誘起される過渡応答がすぐに減衰し，入力音声信号に対応した出力を生成するための運動信号が，生成されなかった．一方，大規模回路では過渡応答が十分に長く続き，出力信号を安定に生成できることが分かった．続いて，生成する時系列信号とリザバー計算性能の関係を調べたところ，信号持続時間が平均3.69秒，入力刺激を受けてから出力信号を生成し始めるまでの遅延時間が平均0.05秒の時に平均二乗誤差が最小化されることが分かった．実際，大規模培養神経回路の過渡応答は4秒程度あることから，この結果は教師信号の持続時間がその時間に相当するときに性能が最も高くなることを示している．

  6. 膜平行電界の実証とそれに基づく膜タンパク質機能計測法への展開

    平野 愛弓, 小宮 麻希, 山本 英明, 但木 大介

    2023年4月1日 ～ 2026年3月31日

  7. 人工神経細胞回路を基盤とする神経変性疾患モデリング技術の開発

    山本 英明, 平本 薫, 小宮 麻希, 守谷 哲, 佐藤 茂雄, 平野 愛弓

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

    研究種目：Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

    研究機関：Tohoku University

    2022年10月7日 ～ 2026年3月31日

  8. ハイブリッド脳の構成と脳型計算機能の検証

    佐藤 茂雄, 山本 英明

    2022年6月30日 ～ 2025年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では、培養神経細胞を用いて再構成される人工神経回路すなわち培養神経回路と、集積回路上に実現される人工神経回路すなわち半導体神経回路を融合したハイブリッド脳を構成する。研究の目的は、構造可変かつ大規模な生体神経回路を模倣するハイブリッド脳を手段として、生体で実現されている脳型計算機能を検証する。人工的に実現された神経回路において、回路構造と計算機能の関係、学習機能の発現メカニズムなどを実験から明らかにし、半導体神経回路に取り込むべき計算機能の抽出を行う。研究のスケジュールは、最初の１年半でハイブリッド脳の構成を行い、残りの１年半で脳型計算機能の抽出を行う。 本年度は、ハイブリッド脳の構成に向けて、引き続き、半導体神経回路の実装と、培養神経回路の信号計測と刺激印加を同時に行うシステムの構築を行った。半導体神経回路の開発では、サブスレッショルド領域で動作するMOSトランジスタを用いたアナログCMOS回路を用いて、96ニューロンから成る結合が可変なスパイキングニューラルネットワークを構築し、入力信号や結合構造に依存して多様な反応を示すことを確認した。また、FPGAを介して半導体神経回路とPCを接続し、PCから各種制御が可能であることを確認した。培養神経回路の開発では、高密度多点電極アレイを用いたフィードバックシステムを構築し、神経細胞の状態計測と刺激印加が同時に実行できることを確認した。さらに、各種学習則の実装に向けて、必要なソフトウェアの開発を行った。

  9. エッジ応用に向けた超低消費電力スパイキングニューラルネットワークハードウェア

    佐藤 茂雄, 櫻庭 政夫, 山本 英明

    2022年4月1日 ～ 2025年3月31日

  10. 脳神経マルチセルラバイオコンピューティング

    山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

    2021年8月23日 ～ 2024年3月31日

  11. 脳神経マルチセルラバイオコンピューティングに関する総括

    山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

    研究機関：Tohoku University

    2021年8月23日 ～ 2024年3月31日

    詳細を見る 詳細を閉じる

    領域発足の初年度にあたる2021年度は，領域活動を立ち上げるために総括班として領域全体や総括班メンバーでの会議を企画した他，SlackやDropboxによる情報共有のプラットフォームや情報発信のための領域ホームページを整備した．領域メンバーおよびアドバイザー全員が集う領域会議は，2021年10月（第1回）と2022年3月（第2回）に開催し，計画班代表者のみでの総括班会議は2021年8月（第1回），11月（第2回），2022年1月（第3回）に開催した．さらに，各計画班の分担者も含めてメンバー同士の交流を推進するために，研究交流会を計5回企画した．いずれも対面式やハイブリッド形式での開催を模索したが，新型コロナウイルスの感染拡大状況が年度内に収束しなかったため，第2回総括班会議以外はオンラインで実施した．また領域外に向けた情報発信のイベントとして，2022年2月にキックオフシンポジウムThe 1st Symposium on Multicellular Biocomputingを国際会議10th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computerの特別セッションとして実施した．新型コロナウイルス第6波の影響を受けてハイブリッドからフルオンラインへと形式を変更しての開催となったものの，日本，アメリカ，カナダ，スペイン，フランスから80名以上の方にご参加いただくことができた．

  12. マルチセルラコンピューティングシステムの実細胞再構成

    山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

    研究機関：Tohoku University

    2021年8月23日 ～ 2024年3月31日

  13. Lateral biasに基づく革新的膜タンパク質機能解析場の構築

    平野 愛弓, 但木 大介, 馬 騰, 山本 英明, 小宮 麻希, 火原 彰秀

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

    研究機関：Tohoku University

    2020年7月 ～ 2024年3月

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    Lateral bias印加のための電極内蔵型支持体を作製し，この支持体中での膜形成について検討した．ベース素材としてはシリコン（Si）チップとテフロンフィルムの2種を比較した．その結果，いずれの素材においても脂質二分子膜の形成が可能であったが，Siチップでは脂質分子のみで膜形成が可能であるのに対し，テフロンフィルムでは孔周辺にヘキサデカンの塗布が必要であった．次に，これらの膜系にLateral biasを印加したところ，Siチップ系では交流電圧が，テフロンフィルム系では直流電圧が低ノイズ計測に適していることが分かった．さらに，形成した脂質二分子膜中にフラーレン誘導体（PCBM）や生体イオンチャネルを包埋し，Lateral biasの効果について検討した結果，PCBMドープ膜が示す膜貫通方向の光誘起電流や，電位依存性Naチャネルが示す膜貫通電流が，ともにLateral biasによって増大する現象を見出した（Faraday Discussion, in press, 2022）．しかし，その作用メカニズムは不明であったため，平面脂質二分子膜に対する蛍光観測系を立ち上げ，Lateral biasの作用メカニズムについて蛍光プローブを用いた検討を進めた．また，上述の電極内蔵型支持体では，Lateral biasの印加に伴って電極材料のチタン（Ti）が酸化チタン（TiO2）へと変化するという課題も判明したが，Ti電極を白金（Pt）で被覆することによって酸化を防止できることも分かった．来年度は，電極内蔵型支持体の量産化も進め，メカニズムの検討および応用探索を加速化していく予定である．

  14. 大規模神経構造可視化を実現するコンピュテーショナル・ストレージ技術の研究開発

    田中 陽一郎, 山本 英明, グリーブス サイモン・ジョン, 平野 愛弓

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2020年4月 ～ 2024年3月

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    令和３年度は、全脳規模神経構造の３次元可視化解析を可能とするためのコンピュテーショナル・ストレージ解析テストベッドの基本構造を更に発展させた。テストベッド全体で5つのコンピュートノードと９つのストレージノードを一体化し、6-GPUs/21-CPUs(296コア)及び1080GBメモリに拡張したコンピュテーション機能を実装した。同時に、大容量垂直HDDクラスタと高速SSDクラスタによるストレージを約２倍に拡張して合計2PBのストレージ機能を一体化し、強力なコンピュテーショナル・ストレージ解析プラットフォームを構築した。この解析プラットフォームに、分散KVS型オブジェクトストレージ機能のCephシステムを実装した。Ceph構成の基本性能に関するPlacement Group数やOSD数などの構成条件依存性を検証したのち、脳神経構造3次元可視化ツールを適用した性能検証を実施した。同数のHDD構成RAID0に比べ、Ceph分散オブジェクトストレージシステムのアクセス性能が優れることを明らかにした。 ストレージデバイスの多重記録の研究開発では、次世代HDD記録方式である熱アシスト型垂直磁気記録方式による多重化の可能性についてシミュレーションで検証した。上下二層構造の記録各層のキュリー温度を変え、微小レーザー加熱による昇温を制御することにより、各層への多重記録が可能であることを明らかにし、記録密度を現行技術(記録層1層)の2倍に高めることを検証した。 神経構造・ダイナミック伝達機能の3次元可視化解析プラットフォームの開発では、3次元蛍光顕微鏡およびCaイメージングによるダイナミック神経伝達機能の観測手段から創出されるデータを画像化前処理につなげるデータアクイジションのインターフェースを実装し、人工的に培養した神経回路の活動をイメージ化する性能を確認した。解析テストベッドとも接続した。

  15. 単一イオンチャネル分子／バイオ二次元物質ハイブリッド膜の機能解析と応用

    平野 愛弓, 但木 大介, 馬 騰, 山本 英明, 小宮 麻希, 戸澤 譲

    2019年4月1日 ～ 2023年3月31日

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    脂質二分子膜の膜内に，膜に平行な方向に電圧を印加するための電極内蔵型膜支持体を，シリコン（Si）チップおよびテフロンフィルムの2種類の素材をベース材料として作製した．これらの支持体中での脂質二分子膜形成が，電極の存在によって影響を受けないことを確認した後，膜平行電圧印加に伴う膜電気特性の変化について，ノイズ電流レベル，膜抵抗，電気容量の観点から評価した．さらに，形成した脂質二分子膜中にナノ材料や生体イオンチャネルを包埋し，これらのハイブリッド膜に対する膜平行電圧の効果について検討した．その結果，フラーレン誘導体のPCBMドープ膜が示す膜貫通方向の光応答電流や，電位依存性Naチャネルが示す膜貫通電流が，ともに膜平行電圧の印加によって変調・増強されることを見出した（Faraday Discussion, in press,2022）．この膜平行電圧による膜貫通電流の増強作用や，PCBMドープ膜の光応答電流については，どちらも興味深い現象ではあるが発生メカニズムが不明であったため，2021年度は，脂質二分子膜系に対する蛍光測定系を立ち上げ，これらの現象の作用メカニズムについて蛍光プローブを用いて検討した．また，上述の膜支持体では，チタン（Ti）を電極材料として用いていたが，膜平行電圧の印加に伴って，コンタクト部位が酸化チタン（TiO2）へと変化しやすいことも分かってきた．そこで，Ti電極上への白金（Pt）コーティングを検討した結果，電極の酸化防止に効果的であった．一方，TiO2はそれ自体が魅力的なチューブ状ナノ構造体であり，このナノチューブを利用したガスセンサーの構築（Langmuir, 2021）やナノバブル生成への応用についても検討した（Sensors and Actuators: B, Chemical, in press）．

  16. バイオニック情報処理システムの人工再構成

    山本英明

    提供機関：Japan Science and Technology Agency

    制度名：Strategic Basic Research Programs

    研究種目：PRESTO

    研究機関：Tohoku University

    2018年10月 ～ 2022年3月

  17. 人工神経細胞回路の複雑ダイナミクスに基づく時系列情報処理とそのモデル化

    山本 英明, 佐藤 茂雄

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2018年4月 ～ 2022年3月

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    生物の脳がバイオ素子に基づいて高次情報処理を実現するメカニズムの理解は，医学・生物学のみならず，工学の観点からも重要性が増している．本研究の目的は，神経回路網を多細胞システムとして捉え，その情報処理をボトムアップに解析する実細胞実験系を構築することにある．これを実現するためには，まず，神経細胞の初代培養系における非生理的な同期発火を抑制するための細胞パターニング法を確立し，生体脳に類似した複雑な時空間パターンを安定に保持する神経回路を構築する必要がある．初年度の平成30年度はまず，神経回路が無入力状態において生成する自発活動の解析に注力し，複雑な自発発火パターンを安定に保持する培養神経回路の作製に取り組んだ．ここでは特に，生物の神経系において進化的に保存されている「モジュール性」と呼ばれる配線構造に着目した．おおよそ25個の神経細胞が密に相互結合したユニットが4つあり，それらが細線で結ばれた構造を作製した．細線上には複数本の神経突起が往来し，ユニット間を機能的に結び付けるが，細線部に入る神経突起の数は限られているため，ユニット内部の相互接続に比べて，ユニット間の接続は弱い．細線の本数を変化させることでモジュール性の強さを外因的に制御し，それらの自発活動パターンを比較解析したところ，ユニット間の接続が非常に疎で，モジュール性が高いネットワークにおいては，同期状態と非同期状態が入り交じった複雑な自発発火パターンが現れることを見出した．このほか，来年度以降に実施する刺激応答の解析に向けて，ダイナミックパッチクランプシステム法を用いた微小神経回路の機能解析にも成功し，またパターン光照明システムの立ち上げも進めることができた．

  18. チャネル包埋脂質二分子膜に基づく人工活動電位の発現と薬物副作用評価チップへの応用

    平野 愛弓, 山本 英明, 馬 騰, 但木 大介, 庭野 道夫

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    近年，新薬開発において心臓への副作用のリスク評価が必須となり，これを簡便かつ正確に評価するための人工細胞膜系の構築が期待されている．本研究では，人工細胞膜系での世界初の活動電位の発現とそれに基づく薬物副作用評価系の構築を目指し，そのための最大のボトルネックであったチャネルタンパク質の包埋効率の問題について検討した．その結果，チャネルの包埋過程において，膜系全体に適切な遠心力を負荷することにより，包埋確率を従来の約６％から約７０％へと１０倍以上も向上させることに成功した．この他，ハーグチャネル含有膜に基づく副作用評価の高効率化を進め，多数のハーグチャネル電流の同時記録に成功した．

  19. ナノ構造型電極アレイを用いたマイクロパターン神経回路の機能計測

    山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    研究機関：Tohoku University

    2015年4月1日 ～ 2018年3月31日

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    生物の脳は，多数の神経細胞が精密に配線された回路網である．あまりの複雑さゆえ，この回路網が脳システムとしての機能を実現する原理はいまだ多くが理解されていないが，回路機能をシャーレ内で再構成することができれば，これを解析するための新しいモデル実験系を創成することができる．本研究課題では，半導体技術を応用して細胞外基質タンパク質をパターン転写した基板を用いて生きた神経細胞による自己組織的な回路形成を誘導することで，生体内での機能を模倣した神経回路を培養系に再構成することを目指した．並行して，多点電極デバイスを用いた神経活動計測を高感度化するための，新しい信号増強法の開発に取り組んだ．

  20. 生体分子間相互作用を網羅する新型１分子蛍光イメージング法の開発

    谷井 孝至, 山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

    研究機関：Waseda University

    2014年4月1日 ～ 2017年3月31日

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    生体分子間の結合・解離を時間軸上で解析できるゼロモード導波路(ZMW)を用いたリアルタイム１分子蛍光イメージング法を高度化するために，ZMWと蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)とを組み合わせた新しい１分子蛍光イメージング法が高い実行可能性を評価した。さらに本手法を拡張するための要素技術の開発－DNAアプタマを用いたセンサ応用，DNA切断イベントの1分子計測，細胞の特定部位のアライメント法の開発－にも取り組んだ。

  21. 新しいセンシングプラットフォームとしての脂質二分子膜単電子トンネリング場の創成

    平野 愛弓, 庭野 道夫, 木村 康男, 山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2014年4月1日 ～ 2016年3月31日

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    本研究は、脂質二分子膜の超絶縁性をナノ電子デバイスの創成に活用し、脂質膜内での単電子トンネリング場の創成と、そのバイオセンサ応用を目指したものである。はじめに脂質二分子膜へのナノ粒子の包埋について検討し、粒径の小さいナノ粒子であれば自立型の脂質二分子膜への包埋が可能であることを明らかにした。次にナノ粒子配列を対象とした数値シミュレーションを行い、室温においても観測可能な単一電子効果が期待できることが分かった。また、膜内電極を配線しチップの作製にも成功しており、今後はこれらの統合に基づくデバイス創成とそのセンサ応用が期待される。

  22. 高効率液中表面改質法による機能的神経回路のin vitro再構成

    山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

    研究種目：Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

    2013年8月30日 ～ 2015年3月31日

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    細胞培養液中で基板表面の細胞親和性を局所的に改質することにより，神経細胞の突起伸長経路を制御できる．これまでに，酸化チタン（TiO2）の光触媒作用を活用して，表面の細胞接着阻害膜を培養液中において分解除去し，そこに足場タンパク質を物理吸着させることで，細胞を液中パターニングできることを示してきた．しかし，神経細胞への応用を試みたところ，足場タンパク質の安定性が不十分で，細胞を接着させることができなかった．そこで，ribosomal protein L2 (Si-tag)をリンカーとして用いることで，タンパク質を被改質領域に安定に固定し，その領域に初代神経細胞を選択的に接着させることを試みた．

  23. 半導体表面上の人工神経細胞回路網構築と神経信号伝達計測

    庭野 道夫, 平野 愛弓, 木村 康男, 山本 英明

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    研究機関：Tohoku University

    2013年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    本研究では，申請者らが培ってきた半導体表面・界面のナノ構造設計・計測技術に基づき，半導体表面上に神経細胞の二次元配列培養と極性制御（軸索と樹状突起の成長方向制御）した人工神経細胞回路網（脳の高次機能を維持しつつ可能な限り簡略化したin vitroモデル実験系）を構築し，さらに，神経活動ダイナミクスを実験的に計測・評価した．またこの結果を理論的に裏付けるためのシミュレーションモデルの構築にも並行して取り組んだ． 本研究の成果は，脳科学の研究分野に新しい解析手法をもたらすとともに新規の神経信号伝達機構を解明し，バイオエレクトロニクスや神経回路学の分野の発展にも貢献できると期待される．

  24. 生体ナノ空間シナプスのためのバイオセンシング法の開発と脳機能計測への応用

    平野 愛弓, 庭野 道夫, 木村 康男, 青沼 有紀, 山本 英明, 菅原 正雄

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    研究機関：Tohoku University

    2012年4月1日 ～ 2015年3月31日

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    生体ナノ空間シナプスを調べるためのバイオセンサーの構築を行い，実際に脳スライス中での計測について検討した．申請者らが開発してきたキャピラリー型グルタミン酸センサーを用いて，これを細胞外記録と組み合わせることにより，マウス脳スライス中でのグルタミン酸（前膜）－fEPSP（後膜）レベルの同時測定法を開発した．さらに，この方法を，海馬の長期増強（LTP）に適用し，テタヌス刺激時のグルタミン酸濃度とLTP発現との間には相関があることを見出し，脳研究のための新ツールとして提案した．また，イオンチャネルを用いたナノ薄膜型（脂質二分子膜型）センサーの高効率構築のための基礎をつくった．

  25. 表面ナノ改質技術を基盤とした人工神経細胞回路チップの開発とその創薬応用

    山本 英明

    2010年 ～ 2012年

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    中枢神経系の複雑な神経回路網のモデルとなる神経細胞回路を培養系で自在に構築し、そのダイナミクスを評価するための方法論を確立するために、以下の研究課題に取り組んだ。(1)マイクロパターン基板上の微小神経回路における自発的神経活動の解析:マイクロパターン基板上の微小培養神経回路の自発的な活動をカルシウムイメージングによって計測することに成功した。寸法の異なるパターン上の神経回路の活動を比較したところ、神経回路の大きさが増加するとともに自発的バースト活動の頻度が増加することが分かった。また、たかだか十数個の細胞からなる神経回路でも自発活動が発生することを確認することができた。これは、従来考えられていたよりもはるかに少ない数の素子数からなる神経回路であっても、cell assemblyとしての機能を持ちうることを示唆している。(2)酸化チタンの光触媒作用を用いた有機シラン単分子膜の液中分解法の開発:細胞培養環境下で基板表面の細胞接着性を改変できる局所表面改質法は、異種細胞間の相互作用解析や局所神経回路の構築のための細胞操作の自由度を向上させる。本年度は、酸化チタンの光触媒作用を用いて培養液中で有機単分子膜表面(オクタデシルシラン単分子膜)を分解除去できること、それにより基板表面の細胞親和性を局所的に改質できることを、がん細胞株を用いて実証した。改質には、蛍光顕微鏡水銀ランプのUV光、もしくは375nm UVレーザーを用いた。本手法の神経細胞系への適応も進めている。

  26. 有機単分子膜とナノ加工技術を用いた神経細胞軸索の高精度誘導技術の開発

    山本 英明

    2007年 ～ 2009年

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    【目的】細胞親和性が局所的に改質された基板上で神経細胞を培養すると、細胞は親和性の高い領域に選択的に接着し、神経突起を伸長させる。本研究ではこの特性を応用し、単一細胞レベルで制御された入出力接続を有する小さな神経回路を、数個の神経細胞を構成要素として再構築するための、ナノ改質基板の開発を行った。 【ナノ改質基板上でのPC12細胞の培養】電子線リソグラフィを用いて、アミノ基末端単分子膜(接着促進領域)およびメチル基末端単分子膜(接着阻害領域)をガラス基板上にパターニングした。アミノ基末端単分子膜は、APTES(aminopropyltriethoxysilane)を前駆体分子として成膜した。細胞培養実験には、神経細胞のモデル細胞として、PC12細胞を用いた。細胞播種条件を整えたのちにナノ改質基板上でPC12細胞を培養したところ、正方形のアミノ基末端単分子膜パターン上に単一のPC12細胞が接着し、またそこから延びる直線パターン上に神経突起を伸長させている様子が確認できた。 【ナノ改質基板上での初代培養神経細胞の培養】続いて、初代培養神経細胞を配列固定するための実験に着手した。神経細胞は胎生9-10日のニワトリ胚の前脳から採取した。APTES上に神経細胞を培養したところ、神経細胞はPC12細胞に比べて接着能力が低く、その上に神経細胞は接着しないことが分かった。そこで、APTESに比べて1分子あたりのアミノ基数が多いDETA(diethylenetriamine)上への神経細胞の接着性を評価し、神経細胞はDETA単分子膜上に非常に強く接着するとこ、そしてDETA単分子膜上で培養を一週間以上に渡って安定に継続できることを確認した。また、DETA/ODSナノ改質基板上に神経細胞を配列固定するための培養条件もほぼ確立した。

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その他 2

  1. 加藤バイオサイエンス振興財団・国際交流助成：Spontaneous activity of cultured neuronal networks with defined numbers of neurons: a computational study

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    生物の脳を構成する神経細胞の活動は時間的にも空間的にも非ランダムである．特に，複数の細胞が時間的に近いタイミングで発火する現象は同期発火と呼ばれ，信号伝達効率の調整や距離の離れた脳領域間での情報伝達において重要な役割を担っている．しかし，非線形素子である神経細胞の活動がどのように自律的に同期し，またそれを安定に維持するのかは明らかにされていない．そこで本研究では，表面微細加工技術を用いて回路の規模を規定した培養神経回路を用意し，回路を構成する細胞数が活動の同期性に与える影響を調べた．培養神経回路の活動は蛍光Caイメージング法を用いて計測し，さらに計算機シミュレーションを用いて，実験の結果を説明する数理モデルを構築した．

  2. 旭硝子財団・研究奨励：表面工学と脳神経科学の融合によるネットワーク構造を規定した神経細胞回路の作製とその構造-機能相関の解明

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    脳機能の神経基盤の解明は、21世紀の生命科学における最も大きな課題の１つであり、同時に、神経変性疾患や精神疾患に悩む現代社会が抱える喫緊の課題である。 本研究では、ナノ/マイクロスケールでのガラス基板表面の機能化技術を駆使して、複雑な中枢神経系のモデルとなる神経回路を細胞培養系で構築する。この技術を基盤として、生体神経回路様の接続様式を持つ培養神経回路を作製し、神経回路の動作原理の解明において最も重要な、回路構造と機能との相関関係を明らかにする。