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培養細胞と半導体素子を用いたハイブリット型人工網膜に関する研究

Research Project

Project/Area Number 10145105
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

内川 嘉樹  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20023260)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 八木 透  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (90291096)
時田 義人  愛知県コロニー発達障害研究所, 周生期部門, 研究員 (50291175)
児玉 哲司  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50262861)
川瀬 和秀  岐阜大学, 医学部, 助手 (40234067)
渡部 眞三  愛知県コロニー発達障害研究所, 生理学部門, 主任研究員 (10093486)
Project Period (FY) 1998
Project Status Completed (Fiscal Year 1998)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 1998: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords人工網膜 / 神経細胞培養 / マイクロマシン / 人工臓器 / 視覚情報処理
Research Abstract

本研究では、培養神経細胞と光電素子を中心としたMEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)を組み合わせ、光覚回復を目的とした人工眼「ハイブリッド型人工網膜」の研究開発を行なっている。外部装置から光通信で送られたデータに基づき、埋め込んだ培養神経細胞を電気的に刺激する。なお末梢神経を用いて神経細胞と中枢の間を架橋することにより、その軸索を中枢へ導き、信号を伝達させようと考えている。従って提案する人工眼では、電極から培養神経細胞へ、さらに培養神経細胞から視覚中枢への伝達の安定的な再構成が、本質的な課題である。本年度は、「神経インターフェースの生体適合性と擬似神経パルスの評価」と、「外部装置から神経インターフェースへのデータ転送」について研究を行なった。
1. 神経インターフェースの生体適合性と擬似神経パルスの評価
動物の脳への電気刺激により、視覚野で生じる視覚誘発電位を測定した。まずは単一パルスに対する応答を記録した。パルス幅を数百μ秒から数ミリ秒まで、パルスの大きさを数μアンペアから数百μアンペアまで変化させ、電気刺激を行なったところ、パルス幅の変化よりもパルスの大きさの変化に視覚野の応答が影響されることが判明した。
2. 外部装置から神経インターフェースへのデータ転送
提案する人工網膜では、体外で取得した画像データ(アナログ信号)をデジタル信号へ符号化した後、光通信方式で神経インターフェースへ伝送し、神経インターフェース内の回路で擬似神経パルスを生成する必要がある。そこで赤外線LED、フォトダイオード、A/Dコンバータ、D/Aコンバータを用いて電子回路を作製し、通信の実験を行なった。その結果、比較的単純な回路でも十分にデータ転送が行なえることが判明した。

Report

(1 results)
  • 1998 Annual Research Report
  • Research Products

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All Publications (5 results)

  • [Publications] 内川嘉樹.八木透: "ハイブリット型人工網膜" 人工臓器. 127・5. 703-707 (1998)

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  • [Publications] 八木透.内川嘉樹: "人工眼の開発状況" 神経眼科. 15・2. 170-174 (1998)

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  • [Publications] 八木透.内川嘉樹: "人工網膜とその情報処理" Computer Today. 3・84. 16-21 (1998)

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  • [Publications] Yagi et.al: "Computational Analysis on Extra-cellular Stimulation in Hybrid Retinal Implant" Inrestigative Ophthalmology & Visual Science. 39. S 9991- (1998)

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  • [Publications] Yagi,et.al: "A Study on hybrid artificial retina with cultured neural cells and semi-conductor micro device" Proc.1998 IEEE Int'l Joint Conf.on,Neural Networks. 780-783 (1998)

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Published: 1998-04-01   Modified: 2016-04-21  

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