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次世代人工感覚器の為のマイクロデバイス・システムインテグレーションの基盤形成

Research Project

Project/Area Number 21300114
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Bioinformatics/Life informatics
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

舘野 高  Osaka University, 基礎工学研究科, 准教授 (00314401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 神保 泰彦  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (20372401)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2010: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2009: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Keywords感覚器 / マイクロデバイス / 神経細胞 / 微小信号増幅 / 人工聴覚 / 細胞培養 / 細胞インターフェース
Research Abstract

本研究では,マイクロ・デバイス作製技術を利用して,従来法とは全く異なる発想の超小型の次世代型人工聴覚器(機械的振動-神経パルス変換器)を開発するための基礎的な集積化技術を構築する.本研究が提案する手法は,従来型の人工感覚器が持つ欠点(体外シグナルプロセッサ部の存在や電池交換の煩雑さ)を将来的に完全に解消し得る可能性をもつ.そして,再生医療や細胞組織工学に機械-神経細胞間のインターフェース技術を提供し,海外(米・豪州)の製品が90%以上を占める人工感覚器市場に日本の独自製品を供給する基盤形成を最終的に目指す.特に,本研究課題が目指す方向は,マイクロ・デバイスと神経細胞の接合部となる小型インターフェースを開発すうと共に,その間の信号を増幅・変換する電子・電気素子を一体型として組み込むことによって,デバイス自体がより高度な情報処理機能を有するマイクロ・デバイスを作製し,ヒトの感覚器特性の模擬を実現することである.本年度は,主に,音響信号部の出力を増幅する電子回路を作成し,それを2cm幅のモジュールとして小型化した.また,そのモジュールを24個並列に配置した多チャンネル増幅装置を製作した.この結果,数マイクロボルト程度の音響信号部の出力を数ボルト程度の電圧に増幅することが多チャンネルで可能となった.また,音響センサ上の電極パターンを効率的に製作するために,圧電膜に銀ペーストを印刷する技術を応用して,表面に電導性の配線パターンを容易に製作できるように工夫した.この結果,従来の作業工程が大幅に効率化されて,60-100個の電極パターンを容易に圧電膜上に製作できるようになった

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 中脳ドーパミン細胞における形態発達の特徴と受動的膜モデルの一構成法2011

    • Author(s)
      舘野高
    • Journal Title

      電気学会誌C, IEE Japan Transactions on Electronics, Information and Systems

      Volume: 131 Pages: 50-55

    • NAID

      10027636615

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  • [Journal Article] A small-conductance Ca^<2+>-dependent K^+ current regulates dopamine neuron activity : a combined approach of dynamic current clamping and intracellular imaging of calcium signals2010

    • Author(s)
      T.Tateno
    • Journal Title

      NeuroReport

      Volume: 21 Pages: 667-674

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synchronization of firing in cortical fast-spiking interneurons at gamma frequencies : a phase-resetting analysis2010

    • Author(s)
      N.W.Gouwens, H.Zeberg, K.Tsumoto, T.Tateno, K.Aihara, H.P.C.Robinson
    • Journal Title

      PLoS Computational Biology

      Volume: 6 Pages: 1-13

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  • [Journal Article] Culturing neurons on MEMS fabricated P(VDF-TrFE) films for implantable artificial cochlea2010

    • Author(s)
      H.Shintaku, T.Tateno, N.Tsuchioka, H.Tanujaya, T.Nakagawa, J.Ito, S.Kawano
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 5 Pages: 229-235

    • NAID

      130000252220

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  • [Journal Article] Culturing neurons on MEMS fabricated P(VDF-TrFE) films for implantable artificial cochlea

    • Author(s)
      H.Shintaku, T.Tateno, N.Tsuchioka, H.Tanujaya, T.Nakagawa, J.Ito, S.Kawano
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering (In press)

    • NAID

      130000252220

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  • [Presentation] Analysis of ethanol effects on hyperpolarization-activated cation current in rat dopamine neurons and its influence to midbrain local circuits2010

    • Author(s)
      T.Tateno
    • Organizer
      40th Annual Meeting of Society of Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2010-11-13
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  • [Presentation] Computational modeling of molecular networks underlying postsynaptic plasticity in striatal medium spiny neurons2010

    • Author(s)
      Y.Inui, T.Tateno
    • Organizer
      7^<th> Forum of European Neuroscience
    • Place of Presentation
      Amsterdam, Netherlands
    • Year and Date
      2010-07-05
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  • [Presentation] Hybrid-system modeling in electrophysiology-Application of a dynamic-clamp technique-2010

    • Author(s)
      T.Tateno
    • Organizer
      Workshop on Computational Neuroscience in Ritsumei University
    • Place of Presentation
      滋賀県草津市
    • Year and Date
      2010-03-16
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  • [Presentation] 自己組織型状態空間モデルに基づく蛍光性指示薬濃度と細胞内イオン濃度の統計的推定法について2010

    • Author(s)
      岩橋亮平・舘野高
    • Organizer
      電子情報通信学会, ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      玉川
    • Year and Date
      2010-03-09
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 線条体中型有棘細胞の後シナプス可塑性における大規模分子ネットワークからの主要シグナル伝達経路の計算的抽出法について2009

    • Author(s)
      乾洋輔・舘野高
    • Organizer
      電子情報通信学会, ニューロコンピューティング研究会
    • Place of Presentation
      豊橋
    • Year and Date
      2009-12-11
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  • [Presentation] Analysis of an inhibitory and hyperpolarization-activated current (Ih) controlled switch between firing modes in dopaminergic neurons and inhibitory interneurons of rat substantia nigra and their computational modeling2009

    • Author(s)
      T.Tateno
    • Organizer
      Society of Neuroscience
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2009-10-23
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  • [Presentation] Analysis of an inhibitory and hyperpolarization-activated current (Ih) controlled switch between single-spiking and burst firing modes in dopaminergic neurons of rat substantia nigra pars compacta2009

    • Author(s)
      T.Tateno
    • Organizer
      Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-09-16
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      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電気生理測定装置及び方法2010

    • Inventor(s)
      舘野高
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Filing Date
      2010-02-17
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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