Updated on 2025/09/14

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SATO, Yuya
 
Affiliation
Research Council (Research Organization), Research Organization for Nano & Life Innovation
Job title
Junior Researcher(Assistant Professor)

Research Areas

  • Soft computing   Neuroengineering
 

Papers

  • Microfluidic cell engineering on high-density microelectrode arrays for assessing structure-function relationships in living neuronal networks.

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

    Frontiers in neuroscience   16   943310 - 943310  2022  [International journal]

    　View Summary

    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.

    DOI PubMed

Research Projects

  • 多点電極アレイ上の人工神経細胞回路を基盤とする動的予測符号化モデルの実細胞実装

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    Project Year :

    2023.04
    -
    2025.03
     

    佐藤 有弥

    　View Summary

    本研究では，大脳皮質の情報処理のモデルである動的予測符号化モデルを，高密度多点電極アレイ（HD-MEA）上に作製した神経細胞ネットワークに実装し，神経回路の活動パターンを，入力応答および予測性能の観点から解析することを目的としている． 予測符号化理論とは，将来の感覚入力を内部モデルによって予測し，予測結果と入力された感覚信号との差分の計算に基づいて知覚を行うとする理論である．動的予測符号化は予測符号化理論と自由度の高い力学系のダイナミクスを計算機として用いるレザバー計算を組み合わせることで，時系列データなどの入力に対応できるようにしたモデルである．
    R5年度前半では，神経活動に応じたリアルタイムフィードバック刺激技術の構築を計画していが，実際にMEA上に神経細胞ネットワークの培養を行い，MEAシステムを用いて動作可能なリアルタイムフィードバックシステムの構築を達成した．R5年度の後半には，動的予測符号化に基づく時系列入力データのリアルタイム分類を計画していたが，これに対して，動的予測符号化に基づく電気刺激の生成方法や，どのようなタスクを実行させるのか，調整すべきパラメータなどを調査するために，HD-MEA上の神経細胞ネットワークを想定した動的予測符号化モデルのシミュレータを構築し，MEAで入力可能な刺激への変換方法などのパラメータの探索を行った．シミュレータは脳の数理モデルの専門家であり，動的予測符号化モデルの提唱者である公立はこだて未来大学の香取勇一教授の研究室に4.5ヶ月滞在し，直接教えを受けて構築した．

Misc

  • 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, 西悠聖, 山本英明, 山本英明, 山本英明, 山本英明, 住拓磨, 薗勇輝, 薗勇輝, 佐藤有弥, 佐藤有弥, 香取勇一, 香取勇一, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 佐藤茂雄, 佐藤茂雄, 佐藤茂雄

    日本生物学的精神医学会(Web)   46th  2024

    J-GLOBAL

  • Introduction of a nanomaterial dispersion for functionalization of self-folding thin film

    後藤東一郎, 後藤東一郎, 佐藤有弥, 酒井洸児, 酒井洸児, 水野陽介, 水野陽介, 山口真澄, 山口真澄

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   85th  2024

    J-GLOBAL

  • Feedback control of collective dynamics in engineered neuronal networks using high-density microelectrode arrays for time-series signal generation

    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

    LIFE講演概要集(CD-ROM)   2024  2024

    J-GLOBAL

  • Activity analysis of large-scale modular neuronal networks cultured on high-density microelectrode arrays

    薗勇輝, 薗勇輝, 山本英明, 山本英明, 佐藤有弥, 佐藤有弥, 香取勇一, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 佐藤茂雄, 佐藤茂雄

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   84th  2023

    J-GLOBAL

  • Analysis of structure-function relationship of modular neuronal networks using high-density multi-electrode arrays

    佐藤有弥, 佐藤有弥, 山本英明, 加藤秀行, 谷井孝至, 佐藤茂雄, 平野愛弓, 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)   70th  2023

    J-GLOBAL

  • Stimulus response characteristics of modular neuronal networks grown on high-density microelectrode arrays

    薗勇輝, 薗勇輝, 山本英明, 山本英明, 佐藤有弥, 佐藤有弥, 谷井孝至, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓, 佐藤茂雄, 佐藤茂雄

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   70th  2023

    J-GLOBAL

  • 高密度多点電極アレイ上でのモジュール構造型培養神経回路のパターニング

    佐藤有弥, 佐藤有弥, 山本英明, 住拓磨, 住拓磨, 谷井孝至, 佐藤茂雄, 平野愛弓, 平野愛弓, 平野愛弓

    日本神経化学会大会抄録集(Web)   65th  2022

    J-GLOBAL

  • Micropatterning of neuronal networks on high-density microelectrode arrays and analysis of structure-function relationships

    佐藤有弥, 佐藤有弥, 山本英明, 山本英明, 加藤秀行, 谷井孝至, 佐藤茂雄, 佐藤茂雄, 平野愛弓, 平野愛弓, 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)   83rd  2022

    J-GLOBAL

  • Micropatterned culture of modular neuronal networks on multi-electrode arrays

    Sato Yuya, Yamamoto Hideaki, Takemuro Taiki, Sumi Takuma, Sakaibara Mamoru, Tanii Takasi, Sato Sigeo, Hirano Ayumi

    JSAP Annual Meetings Extended Abstracts   2021.2   2508 - 2508  2021.08

    DOI J-GLOBAL

  • Variability of Behavior of Phase-Only Correlation Functions under Frequency Transformation of Signals

    佐藤有弥, 八巻俊輔, 吉澤誠

    電気学会論文誌 C   141 ( 2 )  2021

    J-GLOBAL

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