1999 Fiscal Year Annual Research Report

システム制御理論を用いた眼球運動神経系のモデル化及びその工学への応用

Research Project

Project/Area Number	11750198
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	張暁林東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (60280971)
Keywords	システム制御工学 / 眼球運動モデル / 前庭動眼反射 / 滑動性眼球運動 / 視機性反射 / 眼振 / Hodgkin-Huxley等価回路 / 静止膜電位
Research Abstract	1.生理学・解剖学に基づいた学習機能を持つ眼球運動制御システムのモデルを構築し,このモデルを基にした双眼視軸調節装置を製作した.研究成果は以下の3つである. (1)単眼眼球運動モデルを両眼運動に拡張し,水平運動のみで考えた現在のモデルを3自由度運動を表現できるように拡張した.すなわち,生物の眼球運動に見られる衝動性,滑動性,視機性,輻輳性など主な眼球運動を正確に表現できるような眼球運動制御システムを統合的に構築した. (2)両眼前庭動眼反射モデルを構築し,眼球の運動神経関連の疾患の理論的局在診断法を提案した.この研究により,これまで,生理学実験で確かめられていない眼球運動の特性,例えば,頭部回転速度が前庭動眼反射に与える影響や疾患部位と両眼の協調性との関係などを明らかにした. (3)両眼の運動機能により近い特性をもつ前庭器機能を備えた両眼視軸調節装置を製作した. 2.Hodgkin-Huxleyモデルと異なる神経細胞の電気的等価回路を構築し,この等価回路を用いて静止膜電位を理論的に求める方程式を得た.この方程式に基づいた数理的解析の結果から環境温度が一定の条件のもとで細胞の静止膜電位は,(1)細胞外液の透過性イオンの濃度,(2)細胞内不透過性陰イオンの濃度,(3)イオンポンプのイオン輸送能力およびイオンポンプをもつ当該イオンに対する受動輸送時の膜の抵抗によって決定されることがわかった. 3.画像の操作や加工における一層の臨場感向上を目指したフォースディスプレイ・システムを開発した。開発したシステムは力覚および動作を確認できる入力装置(遠隔操作型のハサミ型デバイス)を用い,これと連動する仮想ハサミと被切離仮想物体を完全立体視できるように画像合成できる.

Research Products
(8 results)

All Other

All Publications (8 results)

[Publications] 張暁林: "神経細胞の電気的等価回路と静止膜電位"電気学会論文C. 119-C・7. 538-543 (1999)
[Publications] 張暁林: "両眼前庭動眼反射の数学モデルとその局在診断への応用の試み"日本臨床生理学会雑誌. 29巻,2号. 123-131 (1999)
[Publications] 張暁林: "力覚表示可能なハサミ型遠隔操作装置による仮想物体の立体視加"電気学会論文C. 119-C・10. 1-8 (1999)
[Publications] 張暁林: "粘弾性体モデルで表現した仮想物体の構築と加工"電気学会論文C. 119-C・12. 1437-1443 (1999)
[Publications] Xiaolin Zhang (張暁林): "Electrical equivalent circuit and resting membrane potential of neuron"AROB. 4th. 703-706 (1999)
[Publications] Xiaolin Zhang (張暁林): "Home medical support system by bilateral telecommication between patients and doctors"AROB. 5th. 813-816 (2000)
[Publications] Xiaolin Zhang (張暁林): "Development and analysis of an oculomotor model as a unification of reflex and pursuit eye movements"European Control Conference. ECC'99. F658,1-F658,6 (1999)
[Publications] 張暁林 (分担執筆): "画像処理工学-応用編"共立出版社. 393 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

システム制御理論を用いた眼球運動神経系のモデル化及びその工学への応用

Principal Investigator

張 暁林 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (60280971)

Research Products

[Publications] 張 暁林: "神経細胞の電気的等価回路と静止膜電位"電気学会論文C. 119-C・7. 538-543 (1999)

[Publications] 張 暁林: "両眼前庭動眼反射の数学モデルとその局在診断への応用の試み"日本臨床生理学会雑誌. 29巻,2号. 123-131 (1999)

[Publications] 張 暁林: "力覚表示可能なハサミ型遠隔操作装置による仮想物体の立体視加"電気学会論文C. 119-C・10. 1-8 (1999)

[Publications] 張 暁林: "粘弾性体モデルで表現した仮想物体の構築と加工"電気学会論文C. 119-C・12. 1437-1443 (1999)

[Publications] Xiaolin Zhang (張 暁林): "Electrical equivalent circuit and resting membrane potential of neuron"AROB. 4th. 703-706 (1999)

[Publications] Xiaolin Zhang (張 暁林): "Home medical support system by bilateral telecommication between patients and doctors"AROB. 5th. 813-816 (2000)

[Publications] Xiaolin Zhang (張 暁林): "Development and analysis of an oculomotor model as a unification of reflex and pursuit eye movements"European Control Conference. ECC'99. F658,1-F658,6 (1999)

[Publications] 張 暁林 (分担執筆): "画像処理工学-応用編"共立出版社. 393 (1999)

張暁林東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (60280971)

[Publications] 張暁林: "神経細胞の電気的等価回路と静止膜電位"電気学会論文C. 119-C・7. 538-543 (1999)

[Publications] 張暁林: "両眼前庭動眼反射の数学モデルとその局在診断への応用の試み"日本臨床生理学会雑誌. 29巻,2号. 123-131 (1999)

[Publications] 張暁林: "力覚表示可能なハサミ型遠隔操作装置による仮想物体の立体視加"電気学会論文C. 119-C・10. 1-8 (1999)

[Publications] 張暁林: "粘弾性体モデルで表現した仮想物体の構築と加工"電気学会論文C. 119-C・12. 1437-1443 (1999)

[Publications] Xiaolin Zhang (張暁林): "Electrical equivalent circuit and resting membrane potential of neuron"AROB. 4th. 703-706 (1999)

[Publications] Xiaolin Zhang (張暁林): "Home medical support system by bilateral telecommication between patients and doctors"AROB. 5th. 813-816 (2000)

[Publications] Xiaolin Zhang (張暁林): "Development and analysis of an oculomotor model as a unification of reflex and pursuit eye movements"European Control Conference. ECC'99. F658,1-F658,6 (1999)

[Publications] 張暁林 (分担執筆): "画像処理工学-応用編"共立出版社. 393 (1999)