光刺激装置
【課題】光刺激装置は、広い領域に光を照射して生体内の神経細胞を活性化及び／または抑制することができ、さらに生体内に挿入することなく生体内に光感応物質を注入することができる光刺激装置を提供する。
【解決手段】光刺激装置は、生体に挿入される薄膜２、及び上記薄膜上に位置する一つ以上のセル１を備えうる。各セルは、生体内の光感応物質に光を照射する第１光源を備えてもよい。また、光刺激装置は、生体に挿入される薄膜、及び上記薄膜上に位置し、生体内の光感応物質に光を照射する一つ以上の第１光源を備えうる。光刺激装置は、大脳皮質又は硬膜の上に載置されるため、脳組職の損傷を最小化することができ、光を利用して広い部位を同時に活性化及び／または抑制することができる。
【解決手段】光刺激装置は、生体に挿入される薄膜２、及び上記薄膜上に位置する一つ以上のセル１を備えうる。各セルは、生体内の光感応物質に光を照射する第１光源を備えてもよい。また、光刺激装置は、生体に挿入される薄膜、及び上記薄膜上に位置し、生体内の光感応物質に光を照射する一つ以上の第１光源を備えうる。光刺激装置は、大脳皮質又は硬膜の上に載置されるため、脳組職の損傷を最小化することができ、光を利用して広い部位を同時に活性化及び／または抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光刺激装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、脳研究分野において、特定の波長の光に反応して神経細胞を活性化または抑制する光感応タンパク質（ｌｉｇｈｔ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｒｏｔｅｉｎ）が開発されている。上記光感応タンパク質を通じて神経回路内の神経細胞をより自在に且つ精度よく制御することができるようになった。微細刺激剤（ｍｉｃｒｏ−ｓｔｉｍｕｌａｎｔ）を用いた従来の電気的な方式の微細刺激では、対象となる神経細胞を活性化することしかできないという短所があった。また、神経回路の研究のためには、特定の細胞を刺激するとともに神経回路の相互接続による他の部位の神経細胞の反応を測定する必要があるが、人為的な電気的刺激を与える場合には、ノイズにより、他の細胞の微細な電気生理的反応を測定しにくいという制限が生じる。
【０００３】
一方、光刺激の場合、プロモーターの選択により刺激対象となる神経細胞を自在に選択することができる。対象神経細胞に光感応タンパク質が発現された後は、光刺激の波長帯を調節することで活性化から抑制まで自在に調節することができる。したがって、光刺激を利用すれば、より精度よく且つ体系的に神経回路を研究することができ、さらには、特定の神経精神医学的疾病に対し、どのような特定の脳神経細胞が関係しており、どのような方式で神経回路上の問題を引き起こすかといったことに関する研究及び治療を行う上で大いに役立つようになる。特に、臨床用への適用においても、既存の深部脳刺激法では、電気刺激による神経細胞の活性化しか提供することができなかったが、光刺激法は活性化及び抑制を提供することで、神経精神医学的疾病を治療する上で画期的なターニングポイントになりうる。
【０００４】
また、人間の大脳皮質は、記憶、注意力、知覚、認知、思考、言語、意識などの役割を果たす領域であって脳の外側部分を構成し、各位置別の機能がよく知られている。大脳皮質は、頭蓋骨の直下に位置するため事故及び疾病によって損傷を受けやすい一方で、脳の外側に位置しているため、治療上のアクセス性は比較的高い。したがって、大脳皮質は上記の神経光刺激法の適用対象として好適である。
【発明の概要】
【０００５】
光刺激装置は、広い領域に光を照射して生体内の神経細胞を活性化及び／または抑制することができる。さらに該装置は、生体内に挿入することなく生体内に光感応物質を注入することができてもよい。
【０００６】
本発明の一実施形態による光刺激装置は、生体に挿入される薄膜、及び上記薄膜上に位置する一つ以上のセルを備えうる。このとき、上記各セルは、生体内の光感応物質に光を照射する第１光源を備えることができる。
【０００７】
本発明の他の実施形態による光刺激装置は、生体に挿入される薄膜、及び上記薄膜上に位置し、生体内の光感応物質に光を照射する一つ以上の第１光源を備えてもよい。
【０００８】
該光刺激装置を利用すれば、生体内に光感応物質を注入し、注入された光感応物質に光を照射して、光刺激の確認のために生体からの電気信号を測定するという一連の過程を単一の装置によって行うことができ、生体に対する外科手術回数を低減させることができる。
【０００９】
また、装置は大脳皮質又は硬膜の上に載置されるため、脳組職の損傷を最小化することができ、光を利用して広い部位を同時に活性化及び／または抑制することができる。このため、脳研究及び神経精神医学的疾病の治療などに有用に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
開示された例示的な実施形態の、上記あるいは別の側面、特徴、および利点は、以下の詳細な説明およびこれに付随する以下の図面によりさらに明らかにされる。
【図１ａ】一実施形態による光刺激装置の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａのＡ部分を拡大して示した斜視図である。
【図２ａ】他の実施形態による光刺激装置の斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのＢ部分を拡大して示した斜視図である。
【図３ａ】人体に挿入された状態の、一実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【図３ｂ】人体に挿入された状態の、他の実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を示す添付図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら本開示は様々な異なる形態として実施でき、以下の実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。それよりも、これらの実施形態は本開示を詳細かつ完全なものにするため、また当業者に対して本開示の範囲を完全に伝えるために提供されるものである。以下の記載においては、提示される実施形態を不必要に不明瞭にしないように、周知の構成や技術について省略されることがある。
【００１２】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を既述することを目的とするものであって、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書で用いられている、単数を示す「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈に明らかに反しない限り、複数を含むことが意図されている。さらに、ａ、ａｎおよびｔｈｅの使用は量を限定するものではなく、当該項目が少なくとも１個は存在することを示す。「第１」、「第２」などの用語の使用は、特定の序列を示すものではなく、第１、第２などの用語はある要素を他の要素から区別するために用いられる。本明細書における「含む」、「からなる」あるいは「備える」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）という用語は、言及された特徴、範囲、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成部材が存在することを示すものであって、１以上の他の特徴、範囲、整数、ステップ、動作、要素、構成部材あるいはこれらの集合体が存在したり追加されることを排除するものではない。
【００１３】
特に定義されない限り、本明細書で用いられる全ての用語（技術的および科学的な用語を含む）は当業者により普通に理解されるのと同じ意味を持つ。普通に用いられる辞書において定義されている用語は、関連する技術と本開示の文脈における意味と整合性をもつような意味を有するものとして理解されるべきであり、特別に定義されない限り、理想的なあるいは過度に形式的な意味で解釈されることはない。
【００１４】
図面においては、図面中の類似する参照符号は類似する要素を示す。図の形状、大きさ、範囲などは明瞭化のため誇張されている場合がある。
【００１５】
図１ａは、一実施形態による光刺激装置の斜視図であり、図１ｂは、図１ａのＡ部分を拡大して示した斜視図である。
【００１６】
図１ａ及び図１ｂを参照すれば、光刺激装置は、薄膜２及び薄膜２上に位置する一つ以上のセル１を備えうる。上記光刺激装置は、ヒトや動物などの生体の脳と相対的に隣接した位置に挿入して使用することができる。
【００１７】
薄膜２は、ナノ製作技術（ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）を用いることにより、生体内への挿入に適した大きさ及び厚さを有するように製造することができる。例えば、薄膜２の厚さｔは、約１ｍｍ以下であればよい。また、薄膜２の厚さｔは、約１００μｍ以下であればよい。また、薄膜２の大きさは、約３００ｍｍ以下であればよい。本明細書でいう大きさとは、構成要素が占める空間のうち、最も長い方向の長さのことを意味し、多角形の場合には最も長い辺の長さのことを意味しうるし、楕円形の場合には長軸方向の直径のことを意味しうる。例えば、薄膜２は、四角形の板形状であり、四角形の各辺の長さＬ１、Ｌ２は、約３００ｍｍ以下としうる。四角形の各辺の長さＬ１、Ｌ２は、互いに同じであってもよいし、または互いに異なっていてもよい。他の実施形態において、薄膜２は、円板形状または他の形状としうる。
【００１８】
薄膜２は、有機物質または無機物質からなっていてよい。また、薄膜２は、脳の動きに応じて撓み得るフレキシブルな物質からなっていてもよい。例えば、薄膜２は、ポリイミド、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ；ＰＤＭＳ）、または他の好適な物質からなっていてよい。
【００１９】
薄膜２上には、一つ以上のセル１が位置しうる。一実施形態において、各セル１は四角形板形状を有し、四角形の各辺の長さＬ３、Ｌ４は、約５ｍｍ以下としうる。四角形の各辺の長さＬ３、Ｌ４は、互いに同じであるか、または互いに異なっていてよい。一つ以上のセル１は規則的にあるいは不規則的に配列することができる。
【００２０】
一実施形態において、上記セル１は複数個がアレイ状に配列することができる。例えば、複数個のセル１は格子状の長方形のアレイとして配列することもできる。このとき、複数個のセル１は、横方向及び縦方向にそれぞれ間隔ｄ１、ｄ２だけ互いに離間していてよい。例えば、複数個のセル１間の間隔ｄ１、ｄ２は、約１ｍｍ以下としうる。横方向及び縦方向のそれぞれの間隔ｄ１、ｄ２は、互いに同じであるか、または互いに異なっていてよい。各セル１が互いに離間しており、離間された部分の薄膜２が折り曲げられるかまたは撓むことで光刺激装置の全体が脳の形状または動きに応じて撓むことができる。
【００２１】
一方、図１ａ及び１ｂに示された複数個のセル１からなるアレイの形状は例示的なものであって、他の実施形態において、アレイの形状は円形または他の異なる形状であってよい。または、一つ以上のセル１は薄膜２上に不規則に配列することができる。
【００２２】
また、図１ａ及び図１ｂに示されたセル１の形態は例示的なものであって、他の実施形態において、セル１は、図１ａ及び図１ｂに示された形態と異なる形態の多面体または曲面体であってよい。上記各セル１は、薄膜２上に物質を積層して形成することもでき、または、後述するように薄膜２の表面に光源などを設けることで形成される薄膜２の上の所定の領域を指し示すこともある。
【００２３】
一つ以上のセル１のそれぞれは、光刺激装置が挿入された生体内の光感応物質に所定の波長を有する光を照射することにより、光感応物質が発現された神経細胞を活性化及び／または抑制してもよい。また、各セル１は、光感応物質への光の照射によって脳神経細胞の活動を検出してもよい。さらには、各セル１を利用して上記光感応物質を生体に注入してもよい。
【００２４】
光感応物質は、照射された光に反応して神経細胞内へ陽イオンあるいは陰イオンを通過させることにより当該神経細胞を活性化あるいは抑制するイオンチャネルあるいはイオンポンプを、当該神経細胞に生成する。光感応物質としては、例えば、光に反応して化学的に変形するイオンチャネル／ポンプ及び受容体、または天然の光感応タンパク質（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｒｏｔｅｉｎ）などがある。
【００２５】
光に反応して変形するイオンチャネル及び受容体は、受容体に隣接してフォトスイッチが取り付けまたは注入された構造であってよい。例えば、イオンチャネルは、シェーカー型カリウムチャネルであってもよい。また、受容体は、光によってゲーティングされるイオン性グルタミン酸塩受容体（例えば、ｉＧｌｕＲ６）であってもよい。フォトスイッチは、光によって異性化されるアゾベンゼン基を有し、例えば、カリウムチャネルアンタゴニスト及びｉＧｌｕＲ６アゴニストが共有結合された構造を有しても良い。上記イオンチャネル及び受容体に所定の波長、例えば、約４６０ｎｍの波長を有する光を照射することで、神経細胞を活性化し、電気信号を発生させることができる。逆に、所定の波長、例えば、約５８０ｎｍの波長を有する光を照射して神経細胞の電気信号の発生を抑制することもできる。
【００２６】
光感応タンパク質は、所定の波長の光が照射されると異性化するロドプシンをベースとする。例えば、複数のコンポーネントからなるＤｒｏｓｏｐｈｉｌａ ｓｐ．の視覚系ロドプシンカスケード（ＣｈＡｒＧｅ）またはチャネルロドプシン−２（ＣｈＲ２）などを含むことができる。光感応タンパク質に所定の波長、例えば、ＣｈＲ２の場合は約４６０ｎｍの波長を有する光を照射することで光感応タンパク質を活性化させ、神経細胞内部に陽イオンを流入させることにより神経細胞を活性化することができる。
【００２７】
このために、各セル１は第１光源１１を備えていてよい。第１光源１１は、光感応物質によって神経細胞を活性化させるかまたは抑制するための所定の波長の光を照射しうる。例えば、神経細胞を活性化させる場合は、第１光源１１から約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射してもよく、逆に、神経細胞を抑制する場合は、第１光源１１から約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射してもよい。
【００２８】
一実施形態において、各セル１は、第１光源１１とともに第２光源１２を更に備えていてもよい。第１光源１１と第２光源１２は、互いに異なる波長の光を照射することができる。例えば、第１光源１１は、約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射し、第２光源１２は、約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射するように構成することができる。これにより、第１光源１１を利用して神経細胞を活性化させるとともに、第２光源１２を利用して神経細胞を抑制することができる。
【００２９】
第１光源１１及び第２光源１２は、有機発光素子または無機発光素子としうる。例えば、第１光源１１及び第２光源１２は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機発光素子であるか、または発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）及び垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような無機発光素子であってよい。
【００３０】
一実施形態において、各セル１は、生体内に上記光感応物質を注入するための注入器１３を更に備えることもできる。注入器１３により光感応物質を生体に注入し、注入された光感応物質に第１及び第２光源１１、１２から光を照射することで、光感応物質によって神経細胞を活性化及び／または抑制することができる。注入器１３は、光感応物質が搬送されるチャンネル及びバルブなどに連結されていてよい。また、光感応物質の注入量を調節するために、注入器１３はマイクロディスペンサ、マイクロマルチプレクサなどに連結されていてもよい。
【００３１】
一実施形態において、各セル１は、第１及び第２光源１１、１２から光感応物質に光が照射されることによって活性化または抑制された神経細胞の電気生理学的信号を検出する電極１４を更に備えることもできる。電極１４は、金属などの導電物質からなっていてよい。電極１４を利用して電気信号を検出することによって、生体の神経細胞が光によって活性化及び／または抑制された状態を観察することができる。また、一実施形態においては、薄膜２上に複数個のセル１がアレイ状に配列され、より広い領域において電気信号を検出することができる。
【００３２】
図１ａ及び図１ｂに示されたセル１内の第１及び第２光源１１、１２、注入器１３、及び電極１４の配置形態及び薄膜２上のセル１の配置形態は例示的なものであって、他の実施形態では図１ａ及び図１ｂに示されたものと異なる形態で配置することもできる。
【００３３】
図２ａは、他の実施形態による光刺激装置の斜視図であり、図２ｂは図２ａのＢ部分を拡大して示した斜視図である。
【００３４】
図２ａ及び図２ｂを参照すれば、光刺激装置は、薄膜２及び薄膜２上に位置する一つ以上の第１光源２１を備えうる。上記光刺激装置は、ヒトや動物などの生体の脳と相対的に隣接した位置に挿入して使用することができる。薄膜２の構成及び機能は、図１ａ及び図１ｂを参照して上述した実施形態と同一であるため、その詳しい説明を省く。
【００３５】
薄膜２上には、一つ以上の第１光源２１が位置していてよい。各第１光源２１は、穴が開けられた円板形状を有していてよい。一実施形態において、第１光源２１の直径Ｄ１は、約５ｍｍであるか、それより小さくてよい。一つ以上の第１光源２１は規則的にあるいは不規則的に配列されていてよい。
【００３６】
一実施形態において、上記第１光源２１は複数個がアレイ状に配列されていてもよい。例えば、複数個の第１光源２１は格子状の長方形のアレイとして配列されていてもよい。このとき、各第１光源２１は、縦方向及び横方向に間隔ｄ３、ｄ４だけ互いに離間していてよい。例えば、複数個の第１光源２１間の間隔ｄ３、ｄ４は、約１ｍｍであるか、それより小さくてよい。横方向及び縦方向のそれぞれの間隔ｄ３、ｄ４は、互いに同じであるか、または互いに異なっていてよい。第１光源２１が互いに離間した部分で薄膜２が折り曲げられるか撓むことにより、光刺激装置の全体が脳の形状または動きに応じて撓むことができる。
【００３７】
図２ａ及び図２ｂに示された複数個の第１光源２１のアレイの形状は例示的なものであって、他の実施形態におけるアレイ形状は円形または他の異なる形状であってよい。または、一つ以上の第１光源２１は薄膜２上に不規則的に配列されていてもよい。
【００３８】
第１光源２１は、光感応物質によって神経細胞を活性化させるかまたは抑制するための特定波長の光を照射することができる。例えば、神経細胞を活性化させる場合は、第１光源２１から約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射してもよく、逆に、神経細胞を抑制する場合は、第１光源２１から約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射してもよい。
【００３９】
一実施形態において、薄膜２上には一つ以上の注入器２３がさらに位置していてよい。上記注入器２３は複数個がアレイ状に配列されていてもよい。例えば、複数個の注入器２３は複数個の第１光源２１と同一な形態のアレイとして配列され得る。このとき、複数個の注入器２３は、それぞれの注入器２３の間に一つ以上の上記第１光源２１が位置するように配列されてもよい。すなわち、複数個の第１光源２１のアレイにおいて、注入器２３は、所定の間隔ごとに第１光源２１を置換するように配置されうる。一方、他の実施形態において、複数個の注入器２３と複数個の第１光源２１は互いに異なる形状のアレイとして配列されていてもよい。
【００４０】
注入器２３により光感応物質を生体に注入し、注入された光感応物質に第１光源２１から光を照射することで、光感応物質によって神経細胞を活性化及び／または抑制することができる。光感応物質を注入するために、注入器２３は、光感応物質が搬送されるチャンネル及びバルブなどに連結されていてよい。また、光感応物質の注入量を調節するために、注入器２３は、マイクロディスペンサ及びマイクロマルチプレクサなどに連結されていてもよい。
【００４１】
一実施形態において、一つ以上の第１光源２１のそれぞれの中に第２光源２２が位置することもできる。各第１光源２１は、穴が開けられた円板形状を有し、円板形状の穴が開けられた部分に第２光源２２が位置しうる。例えば、第１光源２１の直径Ｄ１が約１８０μｍである場合、第１光源２１の中に位置する第２光源２２の直径Ｄ２は、約１２８μｍであるか、またはそれより小さくてよい。
【００４２】
第１光源２１と第２光源２２は、互いに異なる波長の光を照射してもよい。例えば、第１光源２１は約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射し、第２光源２２は約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射するように構成することができる。この場合、第１光源２１の光を用いて神経細胞を活性化させるとともに、第２光源２２の光を用いて神経細胞を抑制することが可能である。
【００４３】
第１光源２１及び第２光源２２は、有機発光素子または無機発光素子としうる。例えば、第１光源２１及び第２光源２２は、ＯＬＥＤのような有機発光素子であるか、またはＬＥＤ、ＬＤ及びＶＣＳＥＬのような無機発光素子であってよい。
【００４４】
一実施形態において、一つ以上の第２光源２２は、穴が開けられた円板形状を有していてよく、各第２光源２２の中に電極２４が位置していてもよい。例えば、第２光源２２の直径Ｄ２が約１２８μｍである場合、第２光源２２の中に位置する電極２４の直径Ｄ３は、約２０μｍであるか、またはそれより小さくてよい。電極２４は、第１及び第２光源２１、２２から光感応物質に光が照射されることによって神経細胞から発生する電気信号を検出することができる。電極２４は、金属などの導電物質からなっていてよい。電極２４を利用して電気信号を検出することにより、神経細胞が活性化及び／または抑制された状態を観察することができる。
【００４５】
図３ａは、人体に挿入された状態の、一実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【００４６】
図３ａを参照すれば、人体の頭蓋骨２００の一部に頭蓋骨２００を貫通する穴を形成し、形成された穴に光刺激装置１００を位置させてもよい。穴の下の部分から露出した光刺激装置１００が脳と隣接して位置するため、脳に光感応物質を注入する、光感応物質に光を照射する、または光感応物質によって神経細胞から発生した電気信号を検出するなどの動作が可能である。
【００４７】
図３ｂは、人体に挿入された状態の、他の実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【００４８】
図３ｂを参照すれば、人体の頭蓋骨２００の底面に光刺激装置１００を挿入してもよい。すなわち、光刺激装置１００を頭蓋骨２００と脳との間に位置させてもよい。このとき、頭蓋骨２００の底面一部を削り取って相対的に薄くし、その薄くなった部分に光刺激装置１００を位置させてもよい。結果的に、光刺激装置１００全体を脳と隣接して位置させることができ、相対的に広い領域を光によって活性化及び／または抑制することが可能である。
【００４９】
以上、実施形態を例示しつつ説明したが、当該分野における通常の知識を有する者ならば、添付の特許請求の範囲により規定される本開示の精神と範囲から離れることなく、形状や詳細の様々な変形が可能であることが理解できるであろう。さらに、具体的な状況や材料に適応するように、本開示の教示内容に対してその範囲から本質的に離れることなく、数多くの変形が可能である。よって、本開示は、本開示を実施するためのベストモードとして開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術的範囲に含まれる全ての実施形態を含むものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は光刺激装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、脳研究分野において、特定の波長の光に反応して神経細胞を活性化または抑制する光感応タンパク質（ｌｉｇｈｔ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｒｏｔｅｉｎ）が開発されている。上記光感応タンパク質を通じて神経回路内の神経細胞をより自在に且つ精度よく制御することができるようになった。微細刺激剤（ｍｉｃｒｏ−ｓｔｉｍｕｌａｎｔ）を用いた従来の電気的な方式の微細刺激では、対象となる神経細胞を活性化することしかできないという短所があった。また、神経回路の研究のためには、特定の細胞を刺激するとともに神経回路の相互接続による他の部位の神経細胞の反応を測定する必要があるが、人為的な電気的刺激を与える場合には、ノイズにより、他の細胞の微細な電気生理的反応を測定しにくいという制限が生じる。
【０００３】
一方、光刺激の場合、プロモーターの選択により刺激対象となる神経細胞を自在に選択することができる。対象神経細胞に光感応タンパク質が発現された後は、光刺激の波長帯を調節することで活性化から抑制まで自在に調節することができる。したがって、光刺激を利用すれば、より精度よく且つ体系的に神経回路を研究することができ、さらには、特定の神経精神医学的疾病に対し、どのような特定の脳神経細胞が関係しており、どのような方式で神経回路上の問題を引き起こすかといったことに関する研究及び治療を行う上で大いに役立つようになる。特に、臨床用への適用においても、既存の深部脳刺激法では、電気刺激による神経細胞の活性化しか提供することができなかったが、光刺激法は活性化及び抑制を提供することで、神経精神医学的疾病を治療する上で画期的なターニングポイントになりうる。
【０００４】
また、人間の大脳皮質は、記憶、注意力、知覚、認知、思考、言語、意識などの役割を果たす領域であって脳の外側部分を構成し、各位置別の機能がよく知られている。大脳皮質は、頭蓋骨の直下に位置するため事故及び疾病によって損傷を受けやすい一方で、脳の外側に位置しているため、治療上のアクセス性は比較的高い。したがって、大脳皮質は上記の神経光刺激法の適用対象として好適である。
【発明の概要】
【０００５】
光刺激装置は、広い領域に光を照射して生体内の神経細胞を活性化及び／または抑制することができる。さらに該装置は、生体内に挿入することなく生体内に光感応物質を注入することができてもよい。
【０００６】
本発明の一実施形態による光刺激装置は、生体に挿入される薄膜、及び上記薄膜上に位置する一つ以上のセルを備えうる。このとき、上記各セルは、生体内の光感応物質に光を照射する第１光源を備えることができる。
【０００７】
本発明の他の実施形態による光刺激装置は、生体に挿入される薄膜、及び上記薄膜上に位置し、生体内の光感応物質に光を照射する一つ以上の第１光源を備えてもよい。
【０００８】
該光刺激装置を利用すれば、生体内に光感応物質を注入し、注入された光感応物質に光を照射して、光刺激の確認のために生体からの電気信号を測定するという一連の過程を単一の装置によって行うことができ、生体に対する外科手術回数を低減させることができる。
【０００９】
また、装置は大脳皮質又は硬膜の上に載置されるため、脳組職の損傷を最小化することができ、光を利用して広い部位を同時に活性化及び／または抑制することができる。このため、脳研究及び神経精神医学的疾病の治療などに有用に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
開示された例示的な実施形態の、上記あるいは別の側面、特徴、および利点は、以下の詳細な説明およびこれに付随する以下の図面によりさらに明らかにされる。
【図１ａ】一実施形態による光刺激装置の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａのＡ部分を拡大して示した斜視図である。
【図２ａ】他の実施形態による光刺激装置の斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのＢ部分を拡大して示した斜視図である。
【図３ａ】人体に挿入された状態の、一実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【図３ｂ】人体に挿入された状態の、他の実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を示す添付図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら本開示は様々な異なる形態として実施でき、以下の実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。それよりも、これらの実施形態は本開示を詳細かつ完全なものにするため、また当業者に対して本開示の範囲を完全に伝えるために提供されるものである。以下の記載においては、提示される実施形態を不必要に不明瞭にしないように、周知の構成や技術について省略されることがある。
【００１２】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を既述することを目的とするものであって、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書で用いられている、単数を示す「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈に明らかに反しない限り、複数を含むことが意図されている。さらに、ａ、ａｎおよびｔｈｅの使用は量を限定するものではなく、当該項目が少なくとも１個は存在することを示す。「第１」、「第２」などの用語の使用は、特定の序列を示すものではなく、第１、第２などの用語はある要素を他の要素から区別するために用いられる。本明細書における「含む」、「からなる」あるいは「備える」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）という用語は、言及された特徴、範囲、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成部材が存在することを示すものであって、１以上の他の特徴、範囲、整数、ステップ、動作、要素、構成部材あるいはこれらの集合体が存在したり追加されることを排除するものではない。
【００１３】
特に定義されない限り、本明細書で用いられる全ての用語（技術的および科学的な用語を含む）は当業者により普通に理解されるのと同じ意味を持つ。普通に用いられる辞書において定義されている用語は、関連する技術と本開示の文脈における意味と整合性をもつような意味を有するものとして理解されるべきであり、特別に定義されない限り、理想的なあるいは過度に形式的な意味で解釈されることはない。
【００１４】
図面においては、図面中の類似する参照符号は類似する要素を示す。図の形状、大きさ、範囲などは明瞭化のため誇張されている場合がある。
【００１５】
図１ａは、一実施形態による光刺激装置の斜視図であり、図１ｂは、図１ａのＡ部分を拡大して示した斜視図である。
【００１６】
図１ａ及び図１ｂを参照すれば、光刺激装置は、薄膜２及び薄膜２上に位置する一つ以上のセル１を備えうる。上記光刺激装置は、ヒトや動物などの生体の脳と相対的に隣接した位置に挿入して使用することができる。
【００１７】
薄膜２は、ナノ製作技術（ｎａｎｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）を用いることにより、生体内への挿入に適した大きさ及び厚さを有するように製造することができる。例えば、薄膜２の厚さｔは、約１ｍｍ以下であればよい。また、薄膜２の厚さｔは、約１００μｍ以下であればよい。また、薄膜２の大きさは、約３００ｍｍ以下であればよい。本明細書でいう大きさとは、構成要素が占める空間のうち、最も長い方向の長さのことを意味し、多角形の場合には最も長い辺の長さのことを意味しうるし、楕円形の場合には長軸方向の直径のことを意味しうる。例えば、薄膜２は、四角形の板形状であり、四角形の各辺の長さＬ１、Ｌ２は、約３００ｍｍ以下としうる。四角形の各辺の長さＬ１、Ｌ２は、互いに同じであってもよいし、または互いに異なっていてもよい。他の実施形態において、薄膜２は、円板形状または他の形状としうる。
【００１８】
薄膜２は、有機物質または無機物質からなっていてよい。また、薄膜２は、脳の動きに応じて撓み得るフレキシブルな物質からなっていてもよい。例えば、薄膜２は、ポリイミド、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ；ＰＤＭＳ）、または他の好適な物質からなっていてよい。
【００１９】
薄膜２上には、一つ以上のセル１が位置しうる。一実施形態において、各セル１は四角形板形状を有し、四角形の各辺の長さＬ３、Ｌ４は、約５ｍｍ以下としうる。四角形の各辺の長さＬ３、Ｌ４は、互いに同じであるか、または互いに異なっていてよい。一つ以上のセル１は規則的にあるいは不規則的に配列することができる。
【００２０】
一実施形態において、上記セル１は複数個がアレイ状に配列することができる。例えば、複数個のセル１は格子状の長方形のアレイとして配列することもできる。このとき、複数個のセル１は、横方向及び縦方向にそれぞれ間隔ｄ１、ｄ２だけ互いに離間していてよい。例えば、複数個のセル１間の間隔ｄ１、ｄ２は、約１ｍｍ以下としうる。横方向及び縦方向のそれぞれの間隔ｄ１、ｄ２は、互いに同じであるか、または互いに異なっていてよい。各セル１が互いに離間しており、離間された部分の薄膜２が折り曲げられるかまたは撓むことで光刺激装置の全体が脳の形状または動きに応じて撓むことができる。
【００２１】
一方、図１ａ及び１ｂに示された複数個のセル１からなるアレイの形状は例示的なものであって、他の実施形態において、アレイの形状は円形または他の異なる形状であってよい。または、一つ以上のセル１は薄膜２上に不規則に配列することができる。
【００２２】
また、図１ａ及び図１ｂに示されたセル１の形態は例示的なものであって、他の実施形態において、セル１は、図１ａ及び図１ｂに示された形態と異なる形態の多面体または曲面体であってよい。上記各セル１は、薄膜２上に物質を積層して形成することもでき、または、後述するように薄膜２の表面に光源などを設けることで形成される薄膜２の上の所定の領域を指し示すこともある。
【００２３】
一つ以上のセル１のそれぞれは、光刺激装置が挿入された生体内の光感応物質に所定の波長を有する光を照射することにより、光感応物質が発現された神経細胞を活性化及び／または抑制してもよい。また、各セル１は、光感応物質への光の照射によって脳神経細胞の活動を検出してもよい。さらには、各セル１を利用して上記光感応物質を生体に注入してもよい。
【００２４】
光感応物質は、照射された光に反応して神経細胞内へ陽イオンあるいは陰イオンを通過させることにより当該神経細胞を活性化あるいは抑制するイオンチャネルあるいはイオンポンプを、当該神経細胞に生成する。光感応物質としては、例えば、光に反応して化学的に変形するイオンチャネル／ポンプ及び受容体、または天然の光感応タンパク質（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｒｏｔｅｉｎ）などがある。
【００２５】
光に反応して変形するイオンチャネル及び受容体は、受容体に隣接してフォトスイッチが取り付けまたは注入された構造であってよい。例えば、イオンチャネルは、シェーカー型カリウムチャネルであってもよい。また、受容体は、光によってゲーティングされるイオン性グルタミン酸塩受容体（例えば、ｉＧｌｕＲ６）であってもよい。フォトスイッチは、光によって異性化されるアゾベンゼン基を有し、例えば、カリウムチャネルアンタゴニスト及びｉＧｌｕＲ６アゴニストが共有結合された構造を有しても良い。上記イオンチャネル及び受容体に所定の波長、例えば、約４６０ｎｍの波長を有する光を照射することで、神経細胞を活性化し、電気信号を発生させることができる。逆に、所定の波長、例えば、約５８０ｎｍの波長を有する光を照射して神経細胞の電気信号の発生を抑制することもできる。
【００２６】
光感応タンパク質は、所定の波長の光が照射されると異性化するロドプシンをベースとする。例えば、複数のコンポーネントからなるＤｒｏｓｏｐｈｉｌａ ｓｐ．の視覚系ロドプシンカスケード（ＣｈＡｒＧｅ）またはチャネルロドプシン−２（ＣｈＲ２）などを含むことができる。光感応タンパク質に所定の波長、例えば、ＣｈＲ２の場合は約４６０ｎｍの波長を有する光を照射することで光感応タンパク質を活性化させ、神経細胞内部に陽イオンを流入させることにより神経細胞を活性化することができる。
【００２７】
このために、各セル１は第１光源１１を備えていてよい。第１光源１１は、光感応物質によって神経細胞を活性化させるかまたは抑制するための所定の波長の光を照射しうる。例えば、神経細胞を活性化させる場合は、第１光源１１から約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射してもよく、逆に、神経細胞を抑制する場合は、第１光源１１から約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射してもよい。
【００２８】
一実施形態において、各セル１は、第１光源１１とともに第２光源１２を更に備えていてもよい。第１光源１１と第２光源１２は、互いに異なる波長の光を照射することができる。例えば、第１光源１１は、約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射し、第２光源１２は、約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射するように構成することができる。これにより、第１光源１１を利用して神経細胞を活性化させるとともに、第２光源１２を利用して神経細胞を抑制することができる。
【００２９】
第１光源１１及び第２光源１２は、有機発光素子または無機発光素子としうる。例えば、第１光源１１及び第２光源１２は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のような有機発光素子であるか、または発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）及び垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）のような無機発光素子であってよい。
【００３０】
一実施形態において、各セル１は、生体内に上記光感応物質を注入するための注入器１３を更に備えることもできる。注入器１３により光感応物質を生体に注入し、注入された光感応物質に第１及び第２光源１１、１２から光を照射することで、光感応物質によって神経細胞を活性化及び／または抑制することができる。注入器１３は、光感応物質が搬送されるチャンネル及びバルブなどに連結されていてよい。また、光感応物質の注入量を調節するために、注入器１３はマイクロディスペンサ、マイクロマルチプレクサなどに連結されていてもよい。
【００３１】
一実施形態において、各セル１は、第１及び第２光源１１、１２から光感応物質に光が照射されることによって活性化または抑制された神経細胞の電気生理学的信号を検出する電極１４を更に備えることもできる。電極１４は、金属などの導電物質からなっていてよい。電極１４を利用して電気信号を検出することによって、生体の神経細胞が光によって活性化及び／または抑制された状態を観察することができる。また、一実施形態においては、薄膜２上に複数個のセル１がアレイ状に配列され、より広い領域において電気信号を検出することができる。
【００３２】
図１ａ及び図１ｂに示されたセル１内の第１及び第２光源１１、１２、注入器１３、及び電極１４の配置形態及び薄膜２上のセル１の配置形態は例示的なものであって、他の実施形態では図１ａ及び図１ｂに示されたものと異なる形態で配置することもできる。
【００３３】
図２ａは、他の実施形態による光刺激装置の斜視図であり、図２ｂは図２ａのＢ部分を拡大して示した斜視図である。
【００３４】
図２ａ及び図２ｂを参照すれば、光刺激装置は、薄膜２及び薄膜２上に位置する一つ以上の第１光源２１を備えうる。上記光刺激装置は、ヒトや動物などの生体の脳と相対的に隣接した位置に挿入して使用することができる。薄膜２の構成及び機能は、図１ａ及び図１ｂを参照して上述した実施形態と同一であるため、その詳しい説明を省く。
【００３５】
薄膜２上には、一つ以上の第１光源２１が位置していてよい。各第１光源２１は、穴が開けられた円板形状を有していてよい。一実施形態において、第１光源２１の直径Ｄ１は、約５ｍｍであるか、それより小さくてよい。一つ以上の第１光源２１は規則的にあるいは不規則的に配列されていてよい。
【００３６】
一実施形態において、上記第１光源２１は複数個がアレイ状に配列されていてもよい。例えば、複数個の第１光源２１は格子状の長方形のアレイとして配列されていてもよい。このとき、各第１光源２１は、縦方向及び横方向に間隔ｄ３、ｄ４だけ互いに離間していてよい。例えば、複数個の第１光源２１間の間隔ｄ３、ｄ４は、約１ｍｍであるか、それより小さくてよい。横方向及び縦方向のそれぞれの間隔ｄ３、ｄ４は、互いに同じであるか、または互いに異なっていてよい。第１光源２１が互いに離間した部分で薄膜２が折り曲げられるか撓むことにより、光刺激装置の全体が脳の形状または動きに応じて撓むことができる。
【００３７】
図２ａ及び図２ｂに示された複数個の第１光源２１のアレイの形状は例示的なものであって、他の実施形態におけるアレイ形状は円形または他の異なる形状であってよい。または、一つ以上の第１光源２１は薄膜２上に不規則的に配列されていてもよい。
【００３８】
第１光源２１は、光感応物質によって神経細胞を活性化させるかまたは抑制するための特定波長の光を照射することができる。例えば、神経細胞を活性化させる場合は、第１光源２１から約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射してもよく、逆に、神経細胞を抑制する場合は、第１光源２１から約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射してもよい。
【００３９】
一実施形態において、薄膜２上には一つ以上の注入器２３がさらに位置していてよい。上記注入器２３は複数個がアレイ状に配列されていてもよい。例えば、複数個の注入器２３は複数個の第１光源２１と同一な形態のアレイとして配列され得る。このとき、複数個の注入器２３は、それぞれの注入器２３の間に一つ以上の上記第１光源２１が位置するように配列されてもよい。すなわち、複数個の第１光源２１のアレイにおいて、注入器２３は、所定の間隔ごとに第１光源２１を置換するように配置されうる。一方、他の実施形態において、複数個の注入器２３と複数個の第１光源２１は互いに異なる形状のアレイとして配列されていてもよい。
【００４０】
注入器２３により光感応物質を生体に注入し、注入された光感応物質に第１光源２１から光を照射することで、光感応物質によって神経細胞を活性化及び／または抑制することができる。光感応物質を注入するために、注入器２３は、光感応物質が搬送されるチャンネル及びバルブなどに連結されていてよい。また、光感応物質の注入量を調節するために、注入器２３は、マイクロディスペンサ及びマイクロマルチプレクサなどに連結されていてもよい。
【００４１】
一実施形態において、一つ以上の第１光源２１のそれぞれの中に第２光源２２が位置することもできる。各第１光源２１は、穴が開けられた円板形状を有し、円板形状の穴が開けられた部分に第２光源２２が位置しうる。例えば、第１光源２１の直径Ｄ１が約１８０μｍである場合、第１光源２１の中に位置する第２光源２２の直径Ｄ２は、約１２８μｍであるか、またはそれより小さくてよい。
【００４２】
第１光源２１と第２光源２２は、互いに異なる波長の光を照射してもよい。例えば、第１光源２１は約５００ｎｍ未満の波長を有する光を照射し、第２光源２２は約５００ｎｍ以上の波長を有する光を照射するように構成することができる。この場合、第１光源２１の光を用いて神経細胞を活性化させるとともに、第２光源２２の光を用いて神経細胞を抑制することが可能である。
【００４３】
第１光源２１及び第２光源２２は、有機発光素子または無機発光素子としうる。例えば、第１光源２１及び第２光源２２は、ＯＬＥＤのような有機発光素子であるか、またはＬＥＤ、ＬＤ及びＶＣＳＥＬのような無機発光素子であってよい。
【００４４】
一実施形態において、一つ以上の第２光源２２は、穴が開けられた円板形状を有していてよく、各第２光源２２の中に電極２４が位置していてもよい。例えば、第２光源２２の直径Ｄ２が約１２８μｍである場合、第２光源２２の中に位置する電極２４の直径Ｄ３は、約２０μｍであるか、またはそれより小さくてよい。電極２４は、第１及び第２光源２１、２２から光感応物質に光が照射されることによって神経細胞から発生する電気信号を検出することができる。電極２４は、金属などの導電物質からなっていてよい。電極２４を利用して電気信号を検出することにより、神経細胞が活性化及び／または抑制された状態を観察することができる。
【００４５】
図３ａは、人体に挿入された状態の、一実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【００４６】
図３ａを参照すれば、人体の頭蓋骨２００の一部に頭蓋骨２００を貫通する穴を形成し、形成された穴に光刺激装置１００を位置させてもよい。穴の下の部分から露出した光刺激装置１００が脳と隣接して位置するため、脳に光感応物質を注入する、光感応物質に光を照射する、または光感応物質によって神経細胞から発生した電気信号を検出するなどの動作が可能である。
【００４７】
図３ｂは、人体に挿入された状態の、他の実施形態による光刺激装置を示した概略図である。
【００４８】
図３ｂを参照すれば、人体の頭蓋骨２００の底面に光刺激装置１００を挿入してもよい。すなわち、光刺激装置１００を頭蓋骨２００と脳との間に位置させてもよい。このとき、頭蓋骨２００の底面一部を削り取って相対的に薄くし、その薄くなった部分に光刺激装置１００を位置させてもよい。結果的に、光刺激装置１００全体を脳と隣接して位置させることができ、相対的に広い領域を光によって活性化及び／または抑制することが可能である。
【００４９】
以上、実施形態を例示しつつ説明したが、当該分野における通常の知識を有する者ならば、添付の特許請求の範囲により規定される本開示の精神と範囲から離れることなく、形状や詳細の様々な変形が可能であることが理解できるであろう。さらに、具体的な状況や材料に適応するように、本開示の教示内容に対してその範囲から本質的に離れることなく、数多くの変形が可能である。よって、本開示は、本開示を実施するためのベストモードとして開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の技術的範囲に含まれる全ての実施形態を含むものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に挿入される薄膜、及び
前記薄膜上に位置する一つ以上のセルを備え、
前記一つ以上のセルの各々は、生体内の光感応物質に光を照射する第１光源を備える光刺激装置。
【請求項２】
前記一つ以上のセルの各々は、前記光感応物質に前記第１光源と異なる波長の光を照射する第２光源を更に備える請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項３】
前記第１光源及び前記第２光源は、有機発光ダイオード、発光ダイオード、レーザーダイオードまたは垂直共振器面発光レーザーを備える請求項２に記載の光刺激装置。
【請求項４】
前記一つ以上のセルの各々は、生体内に前記光感応物質を注入する注入器を更に備える請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項５】
前記一つ以上のセルの各々は、生体から電気信号を検出する電極を更に備える請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項６】
前記薄膜の厚さは、約１ｍｍ以下である請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項７】
前記一つ以上のセルの各々の大きさは、約５ｍｍ以下である請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項８】
前記一つ以上のセルは、互いに離間している複数個のセルからなる請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項９】
前記薄膜の表面は曲面形状である請求項８に記載の光刺激装置。
【請求項１０】
前記一つ以上のセルは、アレイ状に配列された複数個のセルからなる請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項１１】
生体に挿入される薄膜、及び
前記薄膜上に位置し、生体内の光感応物質に光を照射する一つ以上の第１光源を備える光刺激装置。
【請求項１２】
前記一つ以上の第１光源は、アレイ状に配列された複数個の第１光源からなる請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１３】
前記薄膜上に位置し、生体内に前記光感応物質を注入する一つ以上の注入器を更に備える請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１４】
前記一つ以上の第１光源は、アレイ状に配列された複数個の第１光源からなり、前記一つ以上の注入器は、アレイ状に配列された複数個の注入器からなり、
前記複数個の注入器の各々の間に一つ以上の前記第１光源が位置する請求項１３に記載の光刺激装置。
【請求項１５】
前記一つ以上の第１光源の各々は、穴が開けられた円板形状を有し、
前記一つ以上の第１光源の各々の中に位置し、前記光感応物質に前記第１光源と異なる波長の光を照射する一つ以上の第２光源を更に備える請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１６】
前記第１光源及び前記第２光源は、
有機発光ダイオード、発光ダイオード、レーザーダイオードまたは垂直共振器面発光レーザーを備える請求項１５に記載の光刺激装置。
【請求項１７】
前記一つ以上の第２光源の各々は、穴が開けられた円板形状を有し、
前記一つ以上の第２光源の各々の中に位置し、生体から電気信号を検出する一つ以上の電極を更に備える請求項１５に記載の光刺激装置。
【請求項１８】
前記薄膜の厚さは、約１ｍｍ以下である請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１９】
前記第１光源の大きさは、約５ｍｍ以下である請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項２０】
前記一つ以上の第１光源は、互いに離間した複数個の第１光源からなる請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項２１】
前記薄膜の表面は曲面形状である請求項２０に記載の光刺激装置。
【請求項１】
生体に挿入される薄膜、及び
前記薄膜上に位置する一つ以上のセルを備え、
前記一つ以上のセルの各々は、生体内の光感応物質に光を照射する第１光源を備える光刺激装置。
【請求項２】
前記一つ以上のセルの各々は、前記光感応物質に前記第１光源と異なる波長の光を照射する第２光源を更に備える請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項３】
前記第１光源及び前記第２光源は、有機発光ダイオード、発光ダイオード、レーザーダイオードまたは垂直共振器面発光レーザーを備える請求項２に記載の光刺激装置。
【請求項４】
前記一つ以上のセルの各々は、生体内に前記光感応物質を注入する注入器を更に備える請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項５】
前記一つ以上のセルの各々は、生体から電気信号を検出する電極を更に備える請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項６】
前記薄膜の厚さは、約１ｍｍ以下である請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項７】
前記一つ以上のセルの各々の大きさは、約５ｍｍ以下である請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項８】
前記一つ以上のセルは、互いに離間している複数個のセルからなる請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項９】
前記薄膜の表面は曲面形状である請求項８に記載の光刺激装置。
【請求項１０】
前記一つ以上のセルは、アレイ状に配列された複数個のセルからなる請求項１に記載の光刺激装置。
【請求項１１】
生体に挿入される薄膜、及び
前記薄膜上に位置し、生体内の光感応物質に光を照射する一つ以上の第１光源を備える光刺激装置。
【請求項１２】
前記一つ以上の第１光源は、アレイ状に配列された複数個の第１光源からなる請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１３】
前記薄膜上に位置し、生体内に前記光感応物質を注入する一つ以上の注入器を更に備える請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１４】
前記一つ以上の第１光源は、アレイ状に配列された複数個の第１光源からなり、前記一つ以上の注入器は、アレイ状に配列された複数個の注入器からなり、
前記複数個の注入器の各々の間に一つ以上の前記第１光源が位置する請求項１３に記載の光刺激装置。
【請求項１５】
前記一つ以上の第１光源の各々は、穴が開けられた円板形状を有し、
前記一つ以上の第１光源の各々の中に位置し、前記光感応物質に前記第１光源と異なる波長の光を照射する一つ以上の第２光源を更に備える請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１６】
前記第１光源及び前記第２光源は、
有機発光ダイオード、発光ダイオード、レーザーダイオードまたは垂直共振器面発光レーザーを備える請求項１５に記載の光刺激装置。
【請求項１７】
前記一つ以上の第２光源の各々は、穴が開けられた円板形状を有し、
前記一つ以上の第２光源の各々の中に位置し、生体から電気信号を検出する一つ以上の電極を更に備える請求項１５に記載の光刺激装置。
【請求項１８】
前記薄膜の厚さは、約１ｍｍ以下である請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項１９】
前記第１光源の大きさは、約５ｍｍ以下である請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項２０】
前記一つ以上の第１光源は、互いに離間した複数個の第１光源からなる請求項１１に記載の光刺激装置。
【請求項２１】
前記薄膜の表面は曲面形状である請求項２０に記載の光刺激装置。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図１ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２２７５３７（Ｐ２０１０−２２７５３７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−２１１７８５（Ｐ２００９−２１１７８５）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（５９５００１１８１）コリア インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１１７８５（Ｐ２００９−２１１７８５）
【出願日】平成２１年９月１４日（２００９．９．１４）
【出願人】（５９５００１１８１）コリア インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー (25)
【Ｆターム（参考）】
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