Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

神経インタフェース / ブレインマシンインタフェース / 神経電極 / 脳・神経 / 可塑性 / 神経インターフェース / ブレインマシンインターフェース

本研究は,生体神経信号による人工機器の制御性能を高めるために,人工機器側だけでなく,生体神経系側における学習を促進あるいは制御する双方向学習機能を備えたシステムを開発することを目的として行った.義肢や人工臓器の究極的な制御方法として,生体の神経系による制御方法が注目されているが,神経系は非常に柔軟なシステムであり,このような制御系を構築した場合,制御対象の動作特性に合わせてその出力を変化させていくだけでなく,最終的には制御対象の脳内表現を形成することで,外部機器と真に統合された自然な制御が行われるようになることが予想される.研究期間である平成17年度及び平成18年度において下記の課題を遂行した.
1.柔軟神経電極,流路神経電極等の神経電極と計測系の改良
柔軟神経電極や流路神経電極を慢性的に使用するための改良を施した.
2.神経信号による外部機器制御システムの構築
ラットの運動指令信号を計測し,制御信号へと変換した上で,車両へと出力するシステム(ラットカーシステム)の改良を行った.さらに,ラットがレバー押しによる車両制御を学習してから,神経信号解釈による制御に移行するタイプのシステムも構築した.
3.慢性動物実験による神経系の可塑性の計測と解析
システムの統合脳機能研究のッールとしての有用性を実証するために実験を行った.
ラットの運動野に神経電極を埋め込み,慢性的に計測するとともに,制御対象(車両)の動作特性や解釈アルゴリズム,神経信号計測部位などを変化させた際のラット運動の推定結果に与える影響について,検討を行った.

神経インターフェース / 神経電極 / 脳・神経 / 神経科学 / 微小流路 / 神経インタフェース / ブレインマシンインタフェース / 脳科学 / MEMS / 柔軟神経電極

本研究は,柔軟な神経電極の基板上に微小流路を統合した多機能微小神経プローブの高機能化の追求を目的として行った.これにより薬液投与と神経信号計測の統合をはじめとした次世代の神経プローブに求められる様々な機能が実現可能になると考えられ,神経インタフェースを利用した補綴システムの実現や脳科学のツールとして大きく寄与するものと考えられる.具体的には以下の課題の遂行を目標とし,さらに各機能の統合を目指すこととした.
A)流路による薬液入出力(注入とサンプリング)性能の向上(形状の工夫,弁の利用など)
B)神経信号計測と薬液注入の同時実現
C)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討(電磁気や薬液利用の検討)
平成18年度末までに,前年度に引き続いて下記の課題を遂行した.
1)流路による薬液入出力の高精度化
流路による薬液入出力(注入とサンプリング)の高精度化を図るため,弁等による方法を検討した.
2)神経信号計測と薬液注入の同時実現
薬液に対する神経細胞の応答を計測するための技術的な課題について検討した.
具体的には,注入によるプローブの微小な動きなどの防止を検討した.
3)流路への再生神経軸索の誘導と個別刺激の検討
電磁気や薬液等を利用することによって,流路内に再生軸索を誘導し,個別に計測・刺激することを検討した.
4)成果の統合及び多点化の検討,長期埋め込みの評価
流路機能と神経電極機能の統合を確認する.薬液注入によるプローブの物理的な動きが計測に及ぼす影響や多点化による相互の影響についても調べた.また長期埋め込みにおける侵襲性について調べた.

【研究分担者】
満渕邦彦	東京大学	大学院情報理工学系研究科	教授	(Kakenデータベース)
竹内昌治	東京大学	生産技術研究所	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
満渕邦彦	東京大学	大学院情報理工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
竹内昌治	東京大学	生産技術研究所	助教授	(Kakenデータベース)