(57)【要約】【課題】刺入性が良く、十分な発光強度を有し、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が高く、局所の神経回路の解明に利用することができる神経電極システムを提供する。【解決手段】チューブ型電極１１が、細長い筒状のチューブ体２１の外側面に、長さ方向に並んで設けられた複数の電極２２を有している。チューブ体２１は、透光性の素材で形成されている。挿入体１２が、チューブ型電極１１の内部に挿入可能かつ、チューブ型電極１１の長さ方向に沿ってチューブ型電極１１の内部を移動可能に設けられている。挿入体１２は、チューブ型電極１１に挿入したとき、チューブ型電極１１の側方に向かって光を照射可能に設けられた光照射手段２５を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い筒状のチューブ体の外側面に長さ方向に並んで設けられた複数の電極を有するチューブ型電極と、
前記チューブ型電極の内部に挿入可能かつ前記チューブ型電極の長さ方向に沿って前記チューブ型電極の内部を移動可能に設けられた挿入体とを有し、
前記チューブ体は少なくとも一部が透光性を有し、
前記挿入体は、前記チューブ型電極に挿入したとき、前記チューブ型電極の側方に向かって光を照射可能に設けられた光照射手段を有することを
特徴とする神経電極システム。
【請求項２】
前記チューブ体は、透光性の素材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の神経電極システム。
【請求項３】
前記チューブ体は、長さ方向に沿って複数の透光性の窓を有することを特徴とする請求項１記載の神経電極システム。
【請求項４】
前記挿入体は、細長く、先端が尖った針状を成していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の神経電極システム。
【請求項５】
前記挿入体は、受光手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の神経電極システム。
【請求項６】
前記挿入体は、内視鏡から成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の神経電極システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経電極システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
脳では、神経細胞と呼ばれる細胞同士の間で電気信号のやりとりをする回路を構築し、情報を伝達処理している。この回路の構成や機能を解明するため、従来、脳に刺入し、高い時空間分解能で、同時に多数の神経細胞活動を電気的に計測できる神経電極が開発されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
また、局所の神経回路を解明するため、特定の神経細胞を刺激して、その神経細胞の反応による電気信号を計測する実験が行われている。特定の神経細胞を刺激する方法としては、近年、特定の神経細胞に光感受性のタンパク質を発現させることにより、より選択的に刺激できる手法が用いられている。このような実験に使用するために、多点で光刺激を行うとともに、その光刺激による神経細胞からの電気信号を計測するものとして、複数の光ファイバや光導波路を内蔵し、多点の電極を有する神経電極が開発されている（例えば、特許文献２、非特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２００８７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−３６３６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】S. Royer, B. V. Zemelman, M. Barbic, A. Losonczy, G. Buzsaki, J. C.Magee, "Multi-array silicon probes with integrated optical fibers: light-assisted perturbation and recording of local neural circuits in the behaving animal", European Journal of Neuroscience, 2010, 31, 12, p.2279-2291
【非特許文献２】A. N. Zorzos, E. S. Boyden, C. G. Fonstad, "Multiwaveguide implantable probe for light delivery to sets of distributed brain targets", Optics letters, 2010, 35, 24, p.4133-4135
【非特許文献３】S. Kanno, S. Lee, T. Harashima, T. Kuki, H. Kino, H. Mushiake, H. Yao, T. Tanaka, "Multiple optical stimulation to neuron using Si opto-neural probe with multiple optical waveguides and metal-cover for optogenetics", Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2013 35th Annual International Conference of the IEEE, IEEE, 2013
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の神経電極は、神経細胞に刺激を与えることはできないため、神経細胞に刺激を与えてその反応を測定する際には、別の神経電極や装置などで神経細胞に刺激を与える必要がある。しかしながら、別の神経電極や装置などで刺激を与えると、その刺激位置から距離が離れてしまうため、局所の神経回路の解明に利用するのは困難であるという課題があった。【０００７】
特許文献２や非特許文献１乃至３に記載の神経電極は、複数の光ファイバや光導波路により、多点で光刺激を行うことができるが、多点化のために光ファイバの本数を増加させると、電極の断面積が増加し、刺入性が低下するという課題があった。また、光導波路を使用すると多点化は容易であるが、光を入力する箇所での光導波路−ファイバ間のカップリングロスにより、十分な強度で発光することができない可能性があるという課題があった。また、特許文献２や非特許文献１乃至３に記載の神経電極では、光照射位置および電極位置が固定されているため、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が小さいという課題があった。【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、刺入性が良く、十分な発光強度を有し、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が高く、局所の神経回路の解明に利用することができる神経電極システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る神経電極システムは、細長い筒状のチューブ体の外側面に長さ方向に並んで設けられた複数の電極を有するチューブ型電極と、前記チューブ型電極の内部に挿入可能かつ前記チューブ型電極の長さ方向に沿って前記チューブ型電極の内部を移動可能に設けられた挿入体とを有し、前記チューブ体は少なくとも一部が透光性を有し、前記挿入体は、前記チューブ型電極に挿入したとき、前記チューブ型電極の側方に向かって光を照射可能に設けられた光照射手段を有することを特徴とする。【００１０】
本発明に係る神経電極システムは、挿入体をチューブ型電極に挿入した状態で、脳や脊髄、眼球の網膜、抹消神経など、活動電位が発生、伝搬する部位に設置して使用される。なお、以下では、測定対象が脳であるものとして説明する。脳の内部に設置された状態で、光照射手段でチューブ型電極の側方に向かって光を照射することにより、脳内の神経細胞に対して光刺激を行うことができる。また、その光刺激による神経細胞からの電気信号を、チューブ型電極に設けられた複数の電極で計測することができ、局所の神経回路の解明に利用することができる。【００１１】
本発明に係る神経電極システムは、挿入体をチューブ型電極の内部で移動させることにより、任意の位置から光刺激を行うことができる。また、挿入体に複数の光照射手段を設けることにより、同時に複数の位置から光刺激を行うことができる。これにより、脳の深さ方向における各神経細胞間の関係性を詳細に調べることができ、脳の深さ方向の構造や機能の解明に寄与することができる。【００１２】
このように、本発明に係る神経電極システムは、電極位置に対して光照射位置を動かすことができ、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が高い。光照射手段としては、例えば、光ファイバや光導波路、ロッドレンズなどを利用することができる。光ファイバを利用する場合には、光ファイバ１本で、複数箇所で光照射を行うことができるため、挿入体の径を大きくする必要がなく、小さい径で刺入性を良い状態に維持することができる。また、カップリングロスが発生する場合には、光導波路を利用する必要がなく、十分な発光強度で光照射を行うことができる。なお、光ファイバや光導波路、ロッドレンズを複数利用してもよく、これにより複数箇所を同時に光照射することができ、より詳細な分析を行うことができる。【００１３】
本発明に係る神経電極システムで、前記チューブ体は、透光性の素材で形成されていることが好ましい。この場合、チューブ体の任意の位置で、挿入体の光照射手段により光照射を行うことができる。このため、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が非常に高く、所望の位置関係で測定を行うことができる。チューブ体は、透光性であればいかなる素材から成っていてもよく、例えば、ガラス製やポリマー製、特にポリパラキシリレン（パリレン）製である。また、前記チューブ体は、長さ方向に沿って複数の透光性の窓を有していてもよい。この場合、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度は低くなるが、各窓の位置で光照射を行うことができる。【００１４】
本発明に係る神経電極システムで、チューブ体は、断面形状が環状であればよく、その環の形状は、円形や多角形、半円形など、いかなる形状であってもよい。また、チューブ体は、場所によって厚みが異なっていてもよい。例えば、透光性のチューブ体の光を照射する位置では薄く形成され、各電極が取り付けられている位置では厚く形成されていてもよい。また、チューブ体は、複数の電極の他に、様々な計測を行えるよう、例えば、長さ方向に沿って発光または受光用の光導波路などを有していてもよい。【００１５】
本発明に係る神経電極システムで、前記挿入体は、細長く、先端が尖った針状を成していてもよく、先端が尖っていなくともよい。挿入体が針状を成す場合には、挿入体をチューブ型電極に挿入し、チューブ型電極から先端を突出させた状態で、硬膜および脳に刺入することができる。また、挿入体は、長さ方向に沿った溝を有し、その溝に光ファイバを入れて光照射手段を構成してもよい。また、その溝にポリマーなどを入れて光導波路を形成し、光照射手段を構成してもよい。【００１６】
本発明に係る神経電極システムで、前記挿入体は、受光手段を有していてもよい。この場合、受光手段により、光照射による反射光を受光し、イメージングを行うことができる。また、光刺激による神経細胞からの反応を光で取得することができ、電極による測定とは異なる種類の結果を得ることもできる。また、挿入体は、流路を有していてもよい。この場合、流路を通して脳内に薬剤などを供給することができる。【００１７】
本発明に係る神経電極システムで、前記挿入体は、内視鏡から成っていてもよい。この場合、光刺激による電気計測だけでなく、内視鏡に内蔵されたイメージング等の機能を同時に使用することができ、精度の高い測定や治療を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、刺入性が良く、十分な発光強度を有し、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が高く、局所の神経回路の解明に利用することができる神経電極システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の神経電極システムの（ａ）チューブ型電極を示す斜視図、（ｂ）挿入体を示す斜視図、（ｃ）挿入体の光ファイバの先端付近の拡大側面図、（ｄ）チューブ型電極の内部に挿入体を挿入したときの、（ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。
【図２】図１に示す神経電極システムを使用するためのデバイスの（ａ）神経電極システムの取付状態を示す斜視図、（ｂ）チューブ型電極に対して挿入体を最も先端側まで移動させた状態を示す側面図、（ｃ）チューブ型電極に対して挿入体を最も後端側まで移動させた状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の神経電極システムの、チューブ型電極が透光性の窓を有する変形例を示す（ａ）チューブ型電極の斜視図、（ｂ）挿入体の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の神経電極システムの、ラットを用いた生体内での計測試験の全体構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す生体内での計測試験での、浅部で光刺激を与えたときの（ａ）チューブ型電極での光刺激部および各電極（Ｃｈ１〜８）の位置を示す側面図、（ｂ）各電極で得られたＬＦＰ波形、（ｃ）光刺激前後４０ｍｓのＬＦＰ波形を平均した波形、（ｄ）ＣＳＤ解析結果を示す波形、（ｅ）光刺激前後４０ｍｓのＣＳＤ解析の波形を平均した波形である。
【図６】図４に示す生体内での計測試験での、深部で光刺激を与えたときの（ａ）チューブ型電極での光刺激部および各電極（Ｃｈ１〜８）の位置を示す側面図、（ｂ）各電極で得られたＬＦＰ波形、（ｃ）光刺激前後４０ｍｓのＬＦＰ波形を平均した波形、（ｄ）ＣＳＤ解析結果を示す波形、（ｅ）光刺激前後４０ｍｓのＣＳＤ解析の波形を平均した波形である。
【図７】図４に示す生体内での計測試験での、１６箇所で光刺激を与えたときの（ａ）チューブ型電極での光刺激位置（ａ〜ｐ）および各電極（Ｃｈ１〜８）の位置を示す側面図、（ｂ）光照射位置ごとのＣＳＤ解析結果を示す、電極位置（縦軸）と時間（横軸）による電位マップである。
【図８】図４に示す生体内での計測試験での、１６箇所で光刺激を与えたときの（ａ）チューブ型電極での光刺激位置（ａ〜ｐ）、各電極（Ｃｈ２〜４、６、７）および脳内の神経電極の各層（Layer 1〜6）の位置を示す側面図、（ｂ）光刺激後０〜１０ｍｓ、（ｃ）光刺激後１０〜２０ｍｓ、（ｄ）光刺激後２０〜３０ｍｓ、（ｅ）光刺激後３０〜４０ｍｓのＣＳＤ解析結果を示す、電極位置（縦軸）と光刺激位置（横軸）による電位マップである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図８は、本発明の実施の形態の神経電極システムを示している。
図１に示すように、神経電極システム１０は、チューブ型電極１１と挿入体１２とを有している。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、チューブ型電極１１は、細長い筒状のチューブ体２１の外側面に、長さ方向に並んで設けられた複数の電極２２を有している。チューブ体２１は、透光性のパリレンから形成され、断面形状が円環状を成している。図１（ｄ）に示すように、チューブ型電極１１は、チューブ体２１の外側面の片側半分の範囲に、各電極２２に対応した金属配線２３を行い、その金属配線２３の一部を露出させて残りの金属配線２３の表面をパリレンで覆うことにより、各電極２２が形成されている。なお、各電極２２および金属配線２３は、金（Ａｕ）で形成されている。チューブ型電極１１は、パリレンを基板として、マイクロファブリケーション技術を利用して製造されている。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、挿入体１２は、ステンレス製で、細長く、先端が尖った針状を成している。挿入体１２は、チューブ型電極１１の内部に挿入可能な外径を有し、チューブ型電極１１の長さ方向に沿ってチューブ型電極１１の内部を移動可能に設けられている。挿入体１２は、側面に、長さ方向に沿って、後端から先端の尖った部分の手前まで伸びる溝２４が形成されている。また、挿入体１２は、その溝２４に沿って、溝２４の内部に挿入された光ファイバから成る光照射手段２５を有している。
【００２３】
図１（ｃ）に示すように、光照射手段２５は、光ファイバの先端から、溝２４の開口に向かって、挿入体１２の長さ方向に対して直交する方向に光を照射可能に、光ファイバの先端を斜め４５度に切断し、その切断面にＡｌ製またはＡｌ／Ｃｒ製の反射膜２６が形成されている。これにより、図１（ｄ）に示すように、挿入体１２は、チューブ型電極１１に挿入したとき、チューブ型電極１１の側方に向かって、透光性のチューブ体２１を通して光を照射可能になっている。なお、挿入体１２は、光照射時の光電効果を防ぐために、チューブ型電極１１の金属配線２３がない場所から照射するよう設置されている。また、光ファイバの後端には、光源が接続されている。
【００２４】
なお、図１に示す具体的な一例では、チューブ型電極１１は、内径が３２０μｍ、外径が３６０μｍである。電極２２は、８つから成り、それぞれ直径が２５μｍで、２００μｍ間隔で配置されている。また、光照射手段２５の光ファイバの径は、１２５μｍである。
【００２５】
図２に、神経電極システム１０を使用するための挿入デバイス３０を示す。図２に示すように、挿入デバイス３０は、スピンドル直進式のマイクロメータヘッド（ミツトヨ株式会社製「MHK-15」）３１と、チューブ型電極１１が固定されるジグ３２と、挿入体１２が固定されるジグ３３と、チューブ型電極１１の各電極２２の配線に接続される接続用基板３４と、接続用基板３４に電気的に接続するためのコネクタ３５とを有している。マイクロメータヘッド３１は、稼働しない箇所がジグ３２に固定され、移動する先端部がジグ３３に固定されている。
【００２６】
図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、挿入デバイス３０は、マイクロメータヘッド３１でジグ３３を移動させることにより、ジグ３３に固定された挿入体１２が、ジグ３２に固定されたチューブ型電極１１に対して、チューブ型電極１１の長さ方向に沿って移動可能に構成されている。また、マイクロメータヘッド３１の目盛で移動量を確認しながら移動することにより、チューブ型電極１１の所望の位置に挿入体１２を移動可能になっている。これにより、光照射手段２５による光照射の位置を調整可能になっている。
【００２７】
次に、作用について説明する。
神経電極システム１０は、挿入体１２をチューブ型電極１１に挿入した状態で、主に脳の内部に設置して使用される。脳の内部に設置された状態で、光照射手段２５でチューブ型電極１１の側方に向かって光を照射することにより、脳内の神経細胞に対して光刺激を行うことができる。また、その光刺激による神経細胞からの電気信号を、チューブ型電極１１に設けられた複数の電極２２で計測することができ、局所の神経回路の解明に利用することができる。
【００２８】
神経電極システム１０は、挿入体１２をチューブ型電極１１の内部で移動させることにより、チューブ体２１の任意の位置で、挿入体１２の光照射手段２５により光照射を行うことができる。このため、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度が非常に高く、所望の位置関係で測定を行うことができる。これにより、脳の深さ方向における各神経細胞間の関係性を詳細に調べることができ、脳の深さ方向の構造や機能の解明に寄与することができる。
【００２９】
神経電極システム１０は、光ファイバ１本で、複数箇所で光照射を行うことができるため、挿入体１２の径を大きくする必要がなく、小さい径で刺入性を良い状態に維持することができる。また、光導波路を利用しないため、カップリングロスが発生せず、十分な発光強度で光照射を行うことができる。神経電極システム１０は、挿入体１２が針状であるため、挿入体１２の先端をチューブ型電極１１から突出させた状態で、硬膜および脳に容易に刺入することができる。
【００３０】
なお、図３に示すように、神経電極システム１０で、チューブ体２１は、透光性ではない素材から成り、長さ方向に沿って複数の透光性の窓２７を有していてもよい。この場合、チューブ体２１が透光性の素材から成る場合と比べて、光照射位置と電極位置との間の相対的な位置関係の自由度は低くなるが、各窓２７の位置で光照射を行うことができる。図３に示す具体的な一例では、チューブ体２１はポリイミド製である。また、透光性の窓２７は３つから成り、それぞれ２００μｍ×２００μｍの正方形状を成し、６００μｍ間隔で配置されている。
【００３１】
また、チューブ体２１は、断面形状が円環状でなくとも、環状であればよく、その環の形状は、多角形や半円形など、いかなる形状であってもよい。また、チューブ体２１は、場所によって厚みが異なっていてもよい。例えば、チューブ体２１の光を照射する位置では薄く形成され、各電極２２が取り付けられている位置では厚く形成されていてもよい。また、チューブ体２１は、複数の電極２２の他に、様々な計測を行えるよう、例えば、長さ方向に沿って発光または受光用の光導波路などを有していてもよい。
【００３２】
また、神経電極システム１０で、挿入体１２は、光ファイバを使用せず、溝２４にポリマーなどを入れて光導波路を形成し、光照射手段２５を構成してもよい。また、挿入体１２は、光照射手段２５として、光ファイバや光導波路、ロッドレンズを複数利用してもよく、これにより複数箇所を同時に光照射することができ、より詳細な分析を行うことができる。また、挿入体１２は、刺入性が必要なければ、先端が尖っていなくともよい。
【００３３】
また、挿入体１２は、受光手段を有していてもよい。この場合、受光手段により、光照射による反射光を受光し、イメージングを行うことができる。また、光刺激による神経細胞からの反応を光で取得することができ、電極２２による測定とは異なる種類の結果を得ることもできる。また、挿入体１２は、流路を有していてもよい。この場合、流路を通して脳内に薬剤などを供給することができる。
【００３４】
また、挿入体１２は、内視鏡から成っていてもよい。この場合、光刺激による電気計測だけでなく、内視鏡に内蔵されたイメージング等の機能を同時に使用することができ、精度の高い測定や治療を行うことができる。
【００３５】
［生体内での計測試験］
図１に示す神経電極システム１０を生体内に刺入して、光刺激による電気信号を計測する試験を行った。測定対象として、遺伝子導入により、光受容チャネルのチャネルロドプシンChR2を発現させたラットを用いた。測定条件として、シールド室内、麻酔下、頭部固定状態で測定を行った。麻酔には、ケタミン−キシラジン麻酔（ＫＸ麻酔）を用い、それぞれ100mg/kg、10mg/kgを腹腔に注入して麻酔を行った。また、刺入箇所は、ラットの脳の体性感覚野上（プレグマ右側方2.5mm、吻側2.5mm）とした。刺入時には、刺入部位周辺の頭骨を、ハンドピースで削って取り除いた。
【００３６】
図４に示すように、図２に示す挿入デバイス３０を用いて、神経電極システム１０の挿入体１２およびチューブ型電極１１を、ラット４１の脳内の硬膜から大脳皮質まで刺入した。試験時には、挿入デバイス３０のコネクタ３５をアンプ３６から計測機器（Plexon inc.製「Omniplex」）およびコンピュータに接続した。また、ラット４１の左半球の小脳上の頭骨にネジ４２を埋め込み、コネクタ３５から取り出したクリップと接続して電位参照として用いた。
【００３７】
光照射手段２５の光ファイバに接続される光源２８として、電源２９に接続された強度可変機能付きのレーザーダイオード光源（檜山工業株式会社製）を用いた。また、光照射手段２５の光ファイバからの光刺激として、パルス幅２ｍｓ、光強度９０μＷのパルスを、２Ｈｚで２０秒間与えた。
【００３８】
神経電極システム１０の各電極２２で得られる電気信号は、アンプ３６で250倍に増幅後、信号やノイズを除去し、細胞外を流れるシナプス電流によりつくられる電位であるＬＦＰを得るために、カットオフ周波数200Hzのローパスフィルタを通した。こうして得られたＬＦＰを、サンプリング周波数１ｋＨｚで記録した。また、得られたＬＦＰから、電流源密度（ＣＳＤ）解析を行った。
【００３９】
脳の浅部および深部で光刺激を与えたときの、８つの各電極（Ｃｈ１〜Ｃｈ８）で得られたＬＦＰ、および、ＬＦＰに基づいて得られたＣＳＤ解析の結果を図５および図６に示す。なお、Ｃｈ５は計測できなかったため、ＣＳＤ解析では除外している（以下同じ）。図５に示すように、浅部で光刺激を行った場合には、浅い部分のみに誘発電位が観察された。また、図６に示すように、深部で光刺激を行った場合には、深部に大きな誘発電位が記録されるとともに、浅部でも遅れて誘発電位が記録された。どちらの刺激位置でも、刺激部の近傍でシンク（陰性電位）が認められ、光刺激により細胞内へのイオンの流入があったと考えられる。
【００４０】
次に、脳の深部から浅部まで、１６箇所（ａ〜ｐまで）で光刺激を与えたときのＣＳＤ解析の結果を、図７に示す。図７（ｂ）の横軸は時間、縦軸は光照射位置ごとに、各電極Ｃｈ１〜Ｃｈ８で得られたＬＦＰに基づいて得られたＣＳＤ解析結果を示している。ＣＳＤ解析は、光刺激の前後４０ｍｓで行い、この間で最も大きいシンク（陰性電位）と最も大きいソース（陽性電位）との間で、その解析結果を相対的に表示している。
【００４１】
図７に示すように、光刺激位置ｅからｇにおいてのみ強いシンクが観察されている。この光刺激位置ｅからｇは、脳内の神経電極２２の第５層（Layer 5）に位置していたと考えられることから、この第５層で刺激したときには、他の層よりも強い誘発電位を示すことが確認された。
【００４２】
次に、光刺激位置による誘発電位の伝播を評価するため、光刺激後０〜１０ｍｓのＣＳＤ、光刺激後１０〜２０ｍｓのＣＳＤ、光刺激後２０〜３０ｍｓのＣＳＤ、および光刺激後３０〜４０ｍｓのＣＳＤを分離した結果を、図８に示す。図８（ｂ）〜（ｅ）の縦軸は各電極２２の位置、横軸は光刺激位置を示している。また、ソース（陽性電位）の表示は省略している。
【００４３】
図８（ｂ）に示すように、光刺激後０〜１０ｍｓでは、光刺激位置ａからｉの深い刺激位置では、Ｃｈ２〜４でシンクが認められ、光刺激位置ｋからｐでは、Ｃｈ７でシンクが認められた。また、光刺激位置ｅからｇで刺激したときには、強い伝播電位が認められた。図８（ｃ）に示すように、光刺激後１０〜２０ｍｓでは、深部でのシンクが大きくなっているのが認められた。図８（ｄ）に示すように、光刺激後２０〜３０ｍｓでは、深部のＣｈ２で、大きなシンクが認められた。図８（ｅ）に示すように、光刺激後３０〜４０ｍｓでは、光刺激位置ｅからｇの深い刺激位置では、浅部にもシンクが認められた。
【００４４】
この結果から、脳内の神経電極２２の第５層（Layer 5）を刺激したとき、強い伝播電位を示すことが確認された。このことから、脳内の神経電極２２の第５層を刺激したときには、強いシンクを示し、浅部に伝播したものと考えられる。また、他の層を刺激したときには、弱いシンクを示し、それ以外の層には伝播しなかったと考えられる。
【００４５】
以上の生体内での試験結果から、神経電極システム１０は、脳の深さ方向における各神経細胞間の関係性を詳細に調べることができ、脳の深さ方向の構造や機能の解明に寄与することができるといえる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  神経電極システム
１１  チューブ型電極
２１  チューブ体
２２  電極
２３  金属配線
１２  挿入体
２４  溝
２５  光照射手段
２６  反射膜
２７  窓
２８  光源
２９  電源
３０  挿入デバイス
３１  マイクロメータヘッド
３２，３３  ジグ
３４  接続用基板
３５  コネクタ
３６  アンプ
４１  ラット
４２  ネジ
【図１】
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【図２】
2016204084.tif 000004
【図３】
2016204084.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016204084.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016204084.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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2016204084.tif 000012
2016204084.tif 000013
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