2007 Fiscal Year Annual Research Report
生体神経ダイナミクス制御用複合マイクロプローブの試作と制御方式
| Project/Area Number |
18200015
|
|---|
| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
山川 烈 Kyushu Institute of Technology, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (00005547)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石塚 智 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 准教授 (40124804)
ジミン レフ・グリコゴリエビッチ 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (90380724)
堀尾 恵一 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 准教授 (70363413)
|
|---|
| Keywords | マイクロフリーザー / マイクロマシン / 凍結融解壊死 / てんかん / 誘発電位 / SORネットワーク / 逆問題 / 液体窒素 |
|---|
| Research Abstract |
平成18年度には、マイクロプローブに使用した冷媒は液体窒素であったが、これは沸点が低すぎてプローブ全体が極度に冷却されるので、先端のみの冷却を必要とする脳内深部冷却には不向きである。そこでプローブ先端のみを急速冷却するためにプローブ外径が0.35ミクロン、0.45ミクロン、0.81ミクロンの3種類を試作し冷媒として沸点の比較的高いHFC(ハイドロフロロカーボン)を使用した。これをゼラチンと水で作ったゼリー状の媒質の中で使用したところ、冷媒注入後5秒以下で、プローブ先端のみに水が出来ることを確認した。(山川、Zimin)
一方、5mMK+を含んだ人工脳脊髄液(ACSF)で灌流したラット海馬CA3脳切片を用い、苔状線維を高頻度カオス刺激して安定した「てんかん様バースト波」を発生させた。この「てんかん様バースト波」を、試作した上記のマイクロプローブを利用して凍結させ、その後再度、苔状線維を高頻度カオス刺激して、「てんかん様バースト波」が再発することなく、その部分が壊死したことを確認した。(石塚、Zimin、山川)
てんかん原性域推定の基礎実験として、寒天内に計測用電極及び刺激用電極を配置する装置を開発し、計測信号を入カとして刺激電極位置同定を実現するSORネットワークの開発を行った。そのSORネットワークの学習を、より確実にするために、従来(入力、出力)のペアを同時に学習に用いていたが、今年度は、学習を2段階に分割してバッチ学習を行うアルゴリズムを考案した。第1ステップで(入力)のみの集合でバッチ学習を行い、競合層上のユニットの参照ベクトルを決定し、次に第2ステップでは(入力)のマッチしたユ二ットを勝者ユ二ットとし、その近傍のユニットのみの(出力)をバッチ学習した。これにより、従来のSORネットワークよりもはるかに精度の高いモデリングが可能になった。(山川、堀尾)
|
