JPH02299643A

JPH02299643A - 脳の神経線維の配線構造の記録解析装置

Info

Publication number: JPH02299643A
Application number: JP1119161A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fujimura; 藤村　明宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-13
Filing date: 1989-05-13
Publication date: 1990-12-11
Anticipated expiration: 2013-08-27
Also published as: JP2791794B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】人脳には百数十億個の脳細胞（神経細胞）があり、各細
胞は多数に技分かれした軸索突起や樹状突起から成る神
経線維を出しており、その全配線構造を人が顕微鏡を見
て記録し、解析するためには膨大な延へ時間と労力を要
し、不可能に近い事となる。　そこで特開昭６０−５１
８１４号にも記す通り、ぜひ機械化、自動化の必要が生
じて来る。

本発明はより性能がずくれ、高速度処理の可能な自動解
析装置を得ようとするものである。以下実施例に従い説
明する。

第１〜２図は本発明を実施した記録解析装置の主要部を
示し、（１）はモーター、電子回路、その他の入った制
御箱で、以下に記す物が前方に突土している。（２）は
回転軸で、（３）はそれに巻き付けられた厚さ０．１ｍ
ｍ、前後幅２０ｃｍ、長さ数ｋｍの透明プラスチックフ
ィルム。（４）は回転軸。（５）は」−面を平滑に暦い
た基盤。（６）はその上に取り付けられた上の開いた立
方状の試料箱。（７）はその中にはめ込んだ水平な試料
台。

（８）はその下面に取り付けたステッピングモーター。

（９）はモーターに連なるネジで、基盤（５）のネジ穴
を通して下方に延びている。（１０）は試料台（７）上
に置かれた１５ｃＩＴ１立方のニトロセルロースをアル
コールとエーテルに溶かしたセロイシン、パラフィン、
その他で包埋した試料。

（１１）はその中に入っている人脳。（１２）は基盤（
５）上に固定したステッピングモーター。

（１３）はその軸に連なるネジで、可動箱（１４）の右
側面のネジ穴に通されている。

（１４）は底面及び上面の右半部が開いた箱状の可動箱
で、試料箱（６）の周囲を囲んでいる。

（１５）はその」二に可動的にりＪ＼ツ）（１６）で取
り付けられた丁字形のレバーで、耐久磁石口材から成り
、横長部の前縁はＳ極に、後縁は１１極に磁化している
。（１７）はレバーの左下面に取り付けた刃。（１Ｂ）
（１９）はレバーの横長が部の前後面から少し離れて、
組上に取り（」けた電磁石。（２０）（２１）は電磁石
のそばに取り付けられた磁気センサー。

（２２）は刃（１７）のエツジより５μ丁ｎ高い位置に
、その下面が保持された試料押さえ板。（２３）（２４
）は箱（６）の側面中にネジ込まれ、板（２２）の中に
入っている部分はやや細くなっている、板（２２）の高
さ調節ネジ。（２５）は箱（６）の後部上面に取り付Ｇ
Ｊられた絶縁柱。（２６）はその上端から前方に延びて
いる下方に多数の針が取り付けられた櫛形のコロナ放電
電極。

（２７）（２８）（２９）は回転軸。（３０）は軸（２
７）に巻かれた厚さ１０μｍ程度のコロジオン、アルギ
ン酸カルシウム、ホルマリン処理で非水溶性にしたゼラ
チン、その他を用いた小分子を通過させる材料から成る
有孔性フィルムで、その表面乙こは試料染色用色素が塗
られており、軸（２Ｂ）（２９）間その他を通り、右方
に延びている。

（３１）〜（３６）は回転軸。（３７）はフィルム（３
０）に塗った色素と同じ色素を含む染色液槽。（３８）
は水槽。＜３９）（４０）はその中に入っている液体。

（４１）（４２）は前後に可動なアーム。（４３）は光
フアイバー束で、その箱（１）内の端は部分され、赤、
緑、青の強い光源の光を受け、他端はアーム（４１）に
取り付けられている。（４４）はアーム（４１）の下面
に取り付けられた円柱軸が左右方向に向いている円柱凸
レンズ。（４５）はアーム（４２）に取り付けた特殊な
顕微鏡テレビカメラ。（４６）はそのレンズ。（４７）
は受光素子。（４８）（４９）は回転軸である。

次にこの動作を説明する。

フィルム（３）の端を右方に引き、フィルｌい（３０）
の上に重ね、軸（２Ｂ）（２９）の間に挟み、図示しな
い始動スイッチを押すと、制御箱（１）中の諸回路が働
き、次のような動作が行なわれる。

モーター（１２）が回り、ネジ（１３）が回り、可動箱
（１４）は１ｍｍ／ｓｅｃ程度の速度で徐々に基盤（５
）上を右進する。

第３図回路図の電源（Ｂ）からＩＣ等を用いた切替器（
Ａ）をへて通電され、電磁石（１８）の後端と（１９）
の前端はまずＩ極に磁化し、レバー（１５）は前方に動
く。

磁気センサー（２０）（２１）の出力電圧は比較器（Ｃ
）に加わるが、まもなく、（２０）の値が（２１）の値
より、一定値以上大きくなり、比較器から信号が切替器
（Ａ）に送られ、電磁石（１Ｂ）（１９）の通電方向が
切り替えられ、磁化の方向も変わり、レバー（１５）は
後進に転じ、やがて、磁気センサー（２１）の出力が（
２０）の出力より一定値大きくなり、電磁石への通電方
向が再び変わる。

このようにしてレバー（１５）は０．１ｍｍ程度の振幅
で、毎秒数百回１辰動し、刃（１７）は前後に振動しつ
つ右進し、試料（１０）にそれほと大きい力をかげない
状態で、試料を厚さ５μｍに切って行く事が出来る。

可変抵抗（Ｒ１）（Ｒ２＞を同時に下げれば、センサー
（２０）（２１）の感度が下がり、レバー（１５）がか
なり両センサーに接近しなけれは、比較器Ｃ）から信号
が出なくなり、レバー（１５）の振幅は増し、振動数は
減少する。抵抗値を高めれば、その逆となる。この調節
により、試料（１０）の硬さ、粘性等に合わせて、適正
値をとる事が出来る。

レバー（１５）は小型軽量に造る事が出来、箱（１）内
の振動機から延はしたアームに、刃（１７）を取り何け
た場合より、振動数を高める事が出来る。

また、試料押さえ板（２２）の下面の左縁は刃く７）（１７）のエツジの右方１００μｍ程度の所にあり、下
面全体は、刃（１７）に押されて試料（１０）が変形し
、試料の上面がふくらむ事を押さえる作用をする。

従来、人脳を丸ごと切片にする場合、はぼ均一な厚さに
切るには５０μｍくらいが限度とされているが、上記の
ようにして、刃（１７）をエツジと平行な方向に、高周
波数で細かく振動させ、エツジと直角な方向の力も、試
料にそれほど大きく加わらないようにし、切断時の試料
の変形を小さくすれば、従来より薄く、均一に切る事が
可能になる。

また、試料押さえ板（２２）も試料（１０）の変形を防
ぎ、試料を薄く切る事にやくたつ。

箱（１４）の左進と共に、箱（１）内の高圧電源の正極
に連なる電極（２６）と、負極に連なる板（２２）や刃
（１７）等の間に数に、　ｖの電圧が加わり、電極（２
６）からコロナ放電が起こり、軸（４）と（２９）の間
に保持されているフィルム（３）の上面は負に荷電し、
試料（１０）から刃（１７）ではがされて行く切片は正
に荷電し、切片はただちにフィルム（３）の下面に付着
して行く。

約１５ｏ８！後、縦×横が１５ｃｖｎで、厚さが５μｍ
の切片が試料（１０）から切り離され、フィルム（３）
の下面に付着した状態となる。

ここでモーター（１２）は急速に逆回転し、箱（１４）
は図の位置に帰えり、軸（２８）と（２９）が急速に回
転し、切片を間に挟んたフィルム（３）と（３０）の積
層フィルムは１５印右へ送られ、軸（３１）（３２）ど
の間にだくわえられる。モーター（８）とネジ（９）も
回り、試料台く７）と試料（１０）は５μｍ上昇する。

ついで、再びモーター（１２）は正回転し　、徐々に二
枚口の切片を切り出し、フィルム（３）に付着させて行
く。

以下、同様の動作が反復され、試料（１０）は三万枚の
切片になり、フィルム（３）とぐ３０）の間に挟み込ま
れる。

なお、切片の厚さはモーター（８）の−回の回転角を変
えれば、任意に設定し得るが、その際、設定した切片の
厚さに合わせ、ネジ（２３）（２４）を右または左に回
肱板（２２）の高さを変える。

試料（１０）を箱（６）内にセットする際、ネジ（２３
）（２４）を右に回しきれば、箱（６）からネジが抜け
、板（２２）をはずす事が出来、その状態で、まず、ご
く薄いプラスチックフィルムや紙で箱（６）及び台（７
）の内面を覆い、ついで熔融したパラフィンを１００ｃ
ｃ程度中に入れ、箱（６）の内のりより１ｍｍ程度小さ
い他の場所で造った試料（１０）をはめ込み、被覆材と
の間に熔融パラフィンを入り込ませ、パラフィンが冷却
固化し、試料が箱（６）内に隙間なく保持されるように
する等すればよい。

板（２２）や刃（１７）と試料（１０）との摩擦を小さ
くするため、それらを焼結金属を用いた多孔性材料で造
るとか、多数の小孔をあける等して、孔内にポンプと細
管を通してクリセリン等の減摩剤を送り込むようにして
もよい。

台（７）を傾斜が起こらないように上げ下げするため、
台の四隅にモーター（８）とネジ（９）を設けてもよい
。

電極（２６）を平面電極にしてもよい。

レバー（１５）の横長が部を前後に薄い板バネにし、左
端をリヘッ）（１６）に固着し、前後ここ長い部分の前
及び後に電磁石（１８）（１９）、磁気センサー（２０
）（２１）を設けてもよい。

（レバー自身を磁化してもよいし、レバーに耐久磁石を
取り付けてもよい。

基盤（５）、箱（１４Ｌ電極（２６）等を箱で囲み、窒
素カス等を吹き込み、試＄４（１０）のセロイジンから
出るアルコールやエーテルの蒸気を追い出し、電極（２
６）の放電による引火を防いでもよい。

試料（１０）は凍結標本にしてもよい。箱（１４ンを左
右逆転して固定し、フィルム（３）、祐（６）、試料（
１０）を徐々に右進させ、切片を切り出してもよい。

軸（２８）（２９）は積層フィルムを断続的に１５ｃｙ
ｎ、平均１ｍｍ／ｓｅｃで送る。軸（３１）〜（３６）
と（４８）も平均速度は変わらないが、０．５秒ことに
積層フィルムを０．５ｍｍ右進させる回転をし、積層フ
ィルムは軸（４９）に巻き取られて行く。

その間、フィルム（３０）に付けていた色素及び染色液
層（３７）中の染色液（３９）により、積層フィルム間
の切片中の神経線維は染色され、水Ｐ！（３８）中の水
（４０）で水洗される。

その際、フィルム（３０）は有孔性材料製であるため、
水や色素分子はフィルムを通過する事が出来る。

なお、液層（３７）（３８）のほかにも、染色の工程数
に合わせて、多数の液層を設けたり、乾燥機を設けたり
してもよい。

軸（３５）（３Ｂ）等が積層フィルムを０．５ｍｍ右進
させれば、アーム（４１）（４２）ζよ連動し、まず前
方へ１５ｃｍ動く。

ついて、フィルムが０．５ｍｍ右進すれば、両アームは
１５ｃｍ後方へ動く。

この動作を反復し、光フアイバー束（４３）の下端から
出た赤青緑の三色光は円柱レンズ（４４）で集光され、
積層フィルム中の切片上に、左右幅１ｍｍ、前後幅０．
１ｍｍ程度の焦点を結び、移動する。

透過光はレンズ（４６）に入り、２０倍に拡大され、１
２闘角の受光素子（４７）に結像する。

第４図は受光素子（４７）の上面の略図で（５０）は左
右方向に６００個並んだ赤色フィルターをかけた１０１
１ｍ角に１個ずつ設けた光を受ければ抵抗値の下がる感
光性半導体。（５１）は同じく赤色フィルターをかけた
（５０）の右方に６００個並んた感光性半導体。（５２
）（５３）は緑色フィルターをかけた同様の感光性半導
体。（５４）（５５）は青色フィルターをかけた感光性
半導体である。

第５図は受光素子（４７）内のブロック図で、（５６）
は同期信号発生回路。（５７）〜（６２）は切替回路。

（６３）〜（６８）は制御回路、Ａ−Ｄ変換器、Ｄ−Ａ
変換器も内蔵した画素信号記録回路。（６９）〜（７４
）は出力端子である。

レンズ（４６）により結合した光の内、赤色光は感光性
半導体（５０）（５１）に入り、緑色光は（５２）（５
３）に入り、青色光は（５４）（。

５５）に入り、それぞれ電流に変換され、切替回路（５
７）〜（６２）をへて、順次、記憶回路（６３）〜（６
日）に送られる。

同期信号発生回路はＡ：ず、３６０ＭＨｚの画素切替同
期信号パルスを６００個出し、各切替回路を切り替える
。最初のパルスで各感光性半導体群の左端の出力（画素
信号）を記憶回路（６３）〜（６８）に送り、内蔵した
Ａ、−Ｄコンバーターでティシタル化して記憶し、以後
のパルスで順次、右方の感光性半導体の出力を記憶させ
る。

６００個目のパルスが入ると、各切替回路はリセットさ
れ、次のパルスが入れば、再び左端の半導体を記憶回路
につなぐ準備状態を造る。

各記憶回路は２画面程度の記憶容量を持ち、６０１個目
からの画素信号は画素信号６０個分のメモリーをとはし
て次の部分から記憶されて行く。

とはした部分には、同期信号発生回路から別の線を通し
て送られる水平同期信号が、画素信号とは逆の電圧極性
で記憶される。

以下同様の動作で、６００個の画素切り替えパルスか回
路（５６）から出るごとに、画素信号の次に水平同期信
号が付けたされて記憶回路に記憶される。

水平同門信号が１０００個、各記憶回路仁こ入るごと！
こ、次の画素信号は１０００個分のメモリーをとはして
次の部分から入り、とばした部分の前半には、記憶回路
に付属した制御回路で造り出した垂直同期信号を入れ、
後半には赤、緑、青のいずれの色かの識別番号、切片番
号、画面番号等を数組の二進数等で示す番号を入れる。

このようにして、画素切替同期パルスにより、画素の走
査は絶え間なく公ないつつ、１２００画素の走査ことに
水平走査同期信号を入れ、１０００木の水平走査の度ご
とに、垂直同期信号と画面番号を入れて行き、１画面の
走査が終わるごとζこその記憶内容を各々の出力端子（
６９）〜（７４）を通し、箱（１）内、または外に設け
た６台の高速度のビデオチーレコーダー、その他の影像
記録装置に送り、記録する。

なお、この水平同期信号は０．６ＭＨｚ、垂直同期信号
は６ＫＨ２となり、カメラ（４５）が前後方向に１スト
ローク（１００ｍ）動くごとに左右幅帆６ｍｍ５前後幅
０．５ｍｍの範囲カ月画面となり、３００コマ撮影され
る。

積層フィルムが０．５ｍｍ右進することにこのような撮
影が行なわれ、■切片につき、左右縁がｌ／６重なり、
合計３００ストローク、９万コマが、１５０秒で撮影さ
れ、５μｍに切った３万枚の切片では、２７億コマあり
、１２５０時間（約５３日）を全撮影に要する事になる
。

同期パルス発生回路（５６）から画素切替同期パルスが
最初に出た時、カメラ（４５）は最初の切片の右後隅の
像をとらえており、切片中の左右幅０．６ｍｍ、前後幅
５００ｎｍ程度の範囲が、レンズ（４６）ｉこより２０
１８に拡大され、合計１２００個ある赤色フィルターを
かけた感光性半導体（５０）（５１）の各々に入り、赤
色光の強弱に対応する画素信号出力を出力端子（６９）
と（７０）に送る。

同様に切片上の赤色成分像に並ぶ部分の緑色像が感光性
半導体（５２）（５３）に入り、端子（７１）（７２）
に出力を送る。

緑色成分像に並ぶ部分の青色像は半導体（５４）（５５
）ζこ入り、その出力は端子（７３）（７４）に送られ
る。

なお、テレビカメラ（４５）を通常の水平走査と垂直走
査をする物を用い、０．５秒で１ストローク動かした場
合、像が流れ、不鮮明な撮影しか出来ない。断続的に動
かし、静止時に撮影ずれは、その問題はなくなるが、駆
動速度は遅くなる。連続駆動させながら発光時間の短い
マルチスＩ・ロボ光源を用いれは、急速に動かず事も出
来るが、ランプの寿命も短く、各画面を左右、前後共、
重ねて撮らなけれは、脱落部が生ずる危険性もあり、撮
影完了にやや長い期間を要する。

また、通常のカメラでも；を本実施例で仮に示めしく１
７）たような走査速度にしたとしても、１台のカメラに１台
の録画装置を対応させる事しか出来ず、記録速度を上け
る事がむずかしい。

上記実施例のようにすれば、それらの問題が解決される
。ことに、実施例では赤、緑、青の各感光性半導体群を
各々二つに分けているか、１０部分乙こ分け、各部分の
画素信号を合計７３０台の録画装置に記録したり、カメ
ラ（４５）の右方１５ｃｍにも同様のカメラを設け、第
１と第２の切片の撮影を同時に行ない、別個の装置に録
画し、両切片の撮影が終わると、フィルムを急速に１５
ｃｍ右進させた後、次の二つの切片の撮影に移るように
する等してもよい。

その場合、大型レーザービデオディスクレコーダーの１
半径線」−に、多数の記録ヘットを並へ、−ディスク中
の異なった半径の多数のトラック」−に各部分の画素信
号を記録して行くようにしてもよい。

上記実施例中にあげた数置は、すべて技術的に可能な範
囲内で任意に設計変更し得るものである。

受光素子（４７）中の同期信号発生回路や記憶回路は別
の素子中に設けてもよい。

光フアイバー束（４３）に白色光を入れてもよい。

脳内の特定箇所に存在する物質を、選択的に結合する色
素で染色した場合等、切片中のどこが、どんな色に染ま
っているかを判定する必要があるが、単に神経線維の走
行路のみを判定する場合には、単色の感光性半導体層の
出力信号のみを録画すれはよい。

カメラ（４５）を４個、同一円周上に９０度ずつ位置を
変えて一円盤に取り付け、積層フィルムを常に等速度で
駆動し、円盤も等速度で回し、順次１個ずつのカメラか
ら出る出力を録画して行くようにしてもよい。

このようにして録画された全切片の顕微鏡像を用い、箱
（１）の中または外に設けたコンピューターにより、神
経線維の走行路を解析するが、切片を薄く造っているた
め、神経線維の重なりがほとんどなく、自動解析がし易
い。

まず、各画面中における走行路を数値表現したデータフ
ァイルを造り、次に、１切片中の各画面の周囲８画面と
のつながり、次の切片中の９画面とのつながりを順次間
らかにして行けば、全神経線維の配線構造が明らかにな
る。

従って、録画速度と同速度でこの解析が行なわれる場合
には、数値データのみ残し、解析のすんだ録画像を消し
、再度録画に用い、記録媒体の膨大化を防いてもよい。

各画素の赤、緑、青の光量と、試１４（１０）の作製法
、染料、染色法等との関係から、コンピューターに判断
させ、切片のどの部に、どんな物質が、どの程度存在す
るかを記録して行く事も出来る。

大量の画面を高密度ζこ記録するため、第６〜７図のよ
うな装置を用いてもよい。

第６〜７図中（７５）は真空容器。（７６）はそのふた
。（７７）は容器の底面上に設けた可動台。（７８）は
そのネジ穴中に通っているネジ。

（７９）はネジに連なるステッピングモーター。。

（８０）は可動台上に取り付けたステッピングモーター
。（８１）はその軸に連なるターンテーブル。（８２）
はその上に載った録画円盤で、厚さ数ｍｍ、直径数１０
ｃｍのプラスチック基盤上に厚さ１μｍ１１程度の銅メ
ッキＩ！（８３）が付き、更にその上に厚さ１０ｎｍ程
度の電子線照射でも硬化するポトレジスト（８４）が塗
られている。

（８５）は電子ヒーム照射装置で、（８６）（８７）（
８８）はカラス容器内に刺入された赤、緑、青の三原色
に対応する電子銃。（８９）は中心孔に厚さ１１００ｎ
程度のアルミニウム薄膜を張り何けた穴あき円盤状の二
次電子放出電極（ダイノート゛）。（９０）は穴あき円
盤上の加速電極。

（９１）は静電型または電磁型の電子レンズ。（９２）
（９３）（９４）は下端が円盤（８２）の上方１０ｎｍ
程度にあり、かつ直径り月Ｏｎｍ以下にとがれた赤、緑
、青に対応する読み取り電極針。（９５）（９６）（９
７）はそれらを容器に固定するアームであるが、（９６
）（９７）は圧電体を組み合わせて造られており、電圧
をかりれは、水平面内において伸縮したり、湾曲したり
する。

次にこの動作を説明する。

テレビカメラから出る三原色に対応する画素信号出力を
それぞれ、容器（７５）に付属する図示しない電子回路
に連なる、電子銃（８６）（８７）（８８）のコントロ
ールグリッド′とフォーカス電極に加え、画素信号か強
けれは、カソードから出る電子数は増し、かつフォーカ
スの直径がＯ〜０゜１ｍｍの範囲で拡大するように制御
する。

その結果、三電子銃の電子ビームは正電圧（例えば３０
０ｖ）の加わった、二次電子放出電極（８９）の中心部
のアルミニウム膜面に、各々直径０．１ｍｍ以下で、相
互の中心間距離が０．２ｍｍで、円盤（８２）の半径方
向に並ぶ、３個の焦点を結ぶ。

この焦点は各三原色信号の強さが大きくなれは直径が大
きくなるもので、その電子の衝撃により、アルミニウム
膜内の電子がたたき出され、下方に放出され、致方ボル
トの正電圧がかかった加速型極（９０）で加速され、そ
の中心孔を通過し、電子レンズ（９１）でアルミニウム
膜面に生じた像か左右反転し、１／２０００に縮尺され
、各点が５ｎｍ以下の微細像になり、１０ｎｍ間隔で、
円盤の中心側から、赤、緑、青に対応する点が並び、フ
ォトレジス）　（８４）を通過し、それを感光させ、硬
化させ、加速電極（９０）と等電位の電圧を、モーター
（８０）の軸、その他の電路を通してかけられている、
銅メッキ層（８３）に吸収される。（電子銃（８６）（
８７）（８Ｂ）のコントロールグリッドは非入力時に０
■、カソードは＋３０Ｖ程度になる）モーター（８０）と（７９）の回転により、円盤（８２
）は當に１２回／秒の速度で回転し、かつ、可動台（７
７）と共に３６０ｎｍ／ｓｅｅの速度で右進じ、円盤上
には１０ｎｍ幅の３本のトラックが赤、緑、青の画素信
号に対応して渦巻状に形成されて行く。トラックの最小
円周を６０ｃｍとすれば、始めのうち、各トラックの長
平方向の１０ｎｍことに、カメラの各画素に対応する信
号がδｎｍ以下の直径で記録される。

全トラック群の幅を１０８ｍｍとすれば、１０８ｍｍ÷
３６０ｎｍ／５ｅｃ＝３０００００ｓｅｃ　（約８３時
間）の連続録画が可能となる。かつ、その画面数は１２
００Ｘ１０００画素（色別に分ければその３倍）の画面
を６００コマ／ｓｅｃの速度で記録し、全部で１８００
万コマの記録が出来る。

なお、水平同期信号は再生時に、モーター（８０）を制
御するコンピューターの判断記能により、１２００画素
の再生を行なう度ごとにそのコンピューターで造り出し
、垂直同期信号は水平同期信号が１０００個出ることに
コンピューターで造り出し、画像の再生信号に付加ずれ
はよい。

このようにして円盤（８２）の全部に録画されると、ふ
た（７６）をあけ、円盤（８２）を容器（７５）外に取
り出し、フォトレジスト（８４）の非硬化部を溶剤で除
去し、腐食液につけ、エツチングを行ない、電子線照射
を受けた部分が平面部から５ｎｍ程度突出した鋼メッキ
層にする。

この円盤を再生する際、再びターンテーブル（８１）上
に載せ、モーター（７９）（８０）で、可動台（７７）
を左進させつつ、円盤を録画時と同方向に回し、読み取
り電極針（９２）（９３）（９４）で読み取るが、３木
の針の先端をＩｏｎ川間用に並へる事は出来ないので、
数ｍｍ離れて並べ、隣接する赤、緑、青のトラックの読
み取りをする。三者の間に生ずる再生時間の差はＩＣメ
モリーに入れ、再生時間を制御して調整し得るし、再生
を続ける間に、トラックの曲率が変わり、針（９３）（
９４）の先が対応するトラックからはずれて来る。そこ
で、モーター（７９）を制御するコンピューターの判断
により、アーＡ　（９６）（９７）の圧電体に適当な電
圧をかげ、針（９３）（９４）の位置を補正する。

各電極針は負荷抵抗を介して低圧電源の十端子につなが
り、銅メッキ！（８３）は電源の一端子に連なり、メッ
キ層上の突起が各錘の下を通る時、走査型トンネル電子
顕微鏡のようにＩ・ンネル効果電流が流れたり、あるい
は、針先と銀メッキ　層間の静電容量が変化し、変位電
流が流れ、負荷抵抗の端子電圧が突起の大小に応じてア
ナロク的に変化し、針（９２）（９３）（９４）は赤、
緑、青の録画像を再生する事になる。（再生時、容器（
７５）内を大気圧にし、通常のコロナ放電を針先から起
させてもよい。）なお、この円盤（８２）を一般のディジタル情報記録装
置として用いてもよい。

通常のレーザーディスクより、波長の短い電子線を用い
るため、小さな焦点にしぼる事が出来、高密度の情報記
録が出来るが、レーザーディスクと同様の方法で、この
複製を造ってもよい。

原盤の造り方も種々可能で、例えば、プラスチック基盤
上に銀メッキし、臭素蒸気にあてて臭化銀層な表面に形
成さぜ、電子レンズ（９１）で電子をあて、写真と同様
の現像処理をし、電子顛射部には酸化銀を形成させ、他
部の臭化銀層は溶かし去り、更に酸化銀を還元し、銀盤
上に銀突起か出来た状態を形成させる等してもよい。

プラスチック基盤上に変質しにくい白金、その他の金属
や炭素をメッキし、その上にマグネシウムをメッキし、
更にフォトレジストを塗り、電子リンク（９１）で電子
を照射し、照射部以外のマグネシウムを除去し、残った
マグネシウムを酸化剤等で酸化し、二次電子放出能の高
い酸化マグネシウムの突起を形成させ、再生時、電子レ
ンズの直下で、側方から斜めに低電圧で加速した電子線
を円盤上にあて、酸化マグネシウム突起があれば多量の
二次電子が発生し、それが電子リンク（９３）の作用で
上方に焦点を結び、焦点の位置に設けた３個の直径０．
１ｍｍの赤、緑、青に対応する電子捕集電極（負荷抵抗
を通して十電源に連なる）を設け、録画の再生を行なっ
てもよい。

この場合、酸化マグネシウム等の代わりに、酸化セレン
等、光電子放出を行ない易い物質を用い、電子レンズの
下で光をあて、出て来る光電子を利用してもよい。

このような光電子を電極針（９２）（９３＞（。

９４）でとらえてもよい。

書き込み時に、電子ヒーム照射装置（８５）の外面の下
端に距離検出電極を取り付け、銅メッキ１’１ｊＦ（８
３）との間の静電容重やトンネル効果電流を測定し、両
者間の距離を求め、装置（８５）の上端と容器（７５）
の間に入れた圧電素子に加える電圧を制御し、装置を上
げ下げし、電子レンズ（９１）と銅メッキＪｉ！（８３
）の距離を一定にするよう自動制御したり、加速電極（
９０）や電子レンズ（９１）に加える電圧を制御し、電
子レンズの焦点が銅メッキ層に常に正しく結ばれるよう
に制御する等してもよい。

書き込みも電極針（９２）（９３）（９４）を用いて行
ってもよい。

その際、容器（７５）内は真空にしてもよいし、空気を
入れた状態でもよい。

銅メッキ層（８３）を電源の静電極につなぎ、電子銃（
８６）（８７）（’８８）に加える赤、緑、青の負電位
の入力電圧パルスを電極針（９２）（９３）（９４，）
にそれぞれ加え、コロナ放電やトンネル効果による細い
ヒーム状の電子流を針先→空気または真空→フォトレジ
スト→銅メッキ層（８３）の経路に流し、フォトレジス
ト（８４）を感光させる等である。

次のようにして、書き変え可能にしてもよい。

銅その他の金属メッキ層（８３）上に厚さく５０ｎｍ程
度の二酸化ケイ素層を蒸着し、その上にスパッタリンク
その他の方向で直径１０ｎｍ程度の多結晶シリコン、金
属等の導電性物質から成る相互に非接触の多数の微粒子
を散布して成る（導電性微粒子を含む絶縁性のよい塗料
層を例けてもよい）浮遊電極微粒子層を設け、その上と
こ厚さ２０ｎｍ程度の二酸化ケイ素Ｎを蒸着して記録盤
にし、ターンテーブル（８１）上に載せて動かす。

書き込み時、電極針（９２）（９３）（９４）に人力情
報電圧パルスを負電位でかけ、メッキ層（８３）を２０
ｖ程度の正電圧に保つと、細い電子流が針先→空間→二
酸化ケイ素層→金属メッキ層の経路に流れ、ＥＰＲＯＭ
やＥＥＰＲＯＭの浮遊ゲート電極のように、針先直下の
浮遊電極微粒子中に電子が蓄積され、パルス情報が記録
される。

（人力が０である時、電極針の電位はメッキ層（８３）
と同じ正電圧になる。また５　００　ｎ　ｍ平方に１個
のパルス情報が入る程度の記録密度にする。）読み出し時、メッキ層（８３）を正電圧にし、各電極針
をそれぞれ負荷抵抗を介して５ｖ程度の負電極につなぐ
と、各針先直下の浮遊電極微粒子に書き込み負電圧がな
い場合には、各錘に流れる微弱電流により、夫荷抵抗に
は一１ｖ程度の端子電圧が生ずるが、書き込み浮電圧が
ある場合には、針先から出る電子流が抑制され、負荷抵
抗の端子電圧はＯｖに近ずき、情報の検出が行なわれる
事になる。

消去はメッキ層（８３）を電源の負極につなぎ、各錘を
２０ｖ程度の正電極につなぎ、浮遊電極微粒子内の電子
を針に吸収すればよい。

電極針（９２）（９３）（９４）の各々の後方に消去専
用の電極針を設けてもよい。

上下長１０ｍｍ、左右長５０ｍｍ程度の、前後に薄い半
導体基盤の全面に、電極針（９２）その他と同様の機能
をあたえる、下端のとがった針形の多数の金属メッキ製
微小電極針を櫛の歯状に設け、各錘の下端を記録円盤の
各トラックに近接させ、半導体面に設けた回路を通じ、
入力情報パルスを任意の針を通して記録円盤に書き込ん
だり、逆とこ読み出したりする。

この場合、電極針間のピッチをトラック間のピッチはと
細かく造れない場合には、−個の素子を半径方向に動か
して走査するか、多数の素子を異なった半径上に固定し
て各トラックに対応させれはよい。

以上のように、本発明を実施すれば、試料を切る刃をそ
のエツジと平行な方向に振動させる軽量小型の駆動装置
と、刃から受ける圧力により試料が変形する事を強制的
に押さえる試料押さえ板を持つ事により、均一な厚さの
非常に薄い切片を切り山す事が出来、その切片中の各箇
所の連続顕微鏡テレビ撮影を、故障の少ない連続発光光
源を用い、カメラの駆動方向と平行な方向の重複撮影の
不要な連続撮影が出来、その重複撮影に要する時間的な
ロスや、記録媒体のロスがなく、情報処理も行ない易い
、人脳を丸ごと切片にし、神経線維の走行路を自動的に
記録し、解析する装置が得られる。

なお、本発明における試料押さえ板（２２）は刃（１７
）の造る切断面と平行な一定間隔を強固に保持するもの
であるが、特開昭６０−５１８１４号における加圧板（
１６）は切断面との距離を保持し、試料の変形を押さえ
る物ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した装置の縦断正面図。第２図はその平面図。第３図はレバー（１５）の振動装
置の電気回路図。第４図は受光素子（４７）の拡大平面
図。第５図は受光素子（４７）内のブロック回路図。第
６図は高密度録画装置の縦断正面図。第７図はその横断
面図である。藤村明宏

Claims

【特許請求の範囲】

人脳を丸ごと切片にし、連続透明フィルムに張り付け、
神経線維の配線構造を自動的に記録解析する装置におい
て、試料を切る刃を刃のエッジと平行な方向に高速度で
振動させるための、刃のエッジと直角な方向に動く可動
箱に取り付けた刃付きの可動レバー自体に耐久性の磁極
を形成させ、可動箱に取り付けた二個の電磁石を磁極に
対向させ、電磁石に近接した二個の磁気センサーを設け
、両センサーの出力電圧を比較し、両出力の差が一定値
に達するごとに、電磁石への通電方向を転極する回路を
設けて成る、刃の駆動装置を設け、試料の変形を防ぐた
めの、可動箱に取り付けられ、刃のエッジの進行方向側
において、試料の表面に密接し、接触面の一縁が刃のエ
ッジから微小距離離れた位置を取るよう保持された試料
押さえ板を設け、連続発光光を用い、フィルムに張り付
けられた切片上にフィルムの長軸方向と平行な線状の焦
点を結ばせる光源を設け、照射部の拡大像がレンズを通
して結像する部に、各々が画素に対応する感光性半導体
が多数フィルムの長軸方向に並び、電気的走査はフィル
ムの長軸方向にのみ行なうテレビカメラ用受光素子を設
け、フィルムの短軸方向の走査は、照射光とテレビカメ
ラの機械的走査のみによって行なう撮影装置を設けた事
を特徴とする、人脳の神経線維の配線構造の自動記録解
析装置。