High-density large-scale recording of electrocorticogram and its application to BMI

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K07798
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: Kaiju Taro 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 研究員 (90826348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平田 雅之 大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (30372626)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 皮質脳波 / ブレインマシンインターフェース / 体性感覚誘発電位

Outline of Final Research Achievements

Electrocorticography(ECoG) has drawn attention for clinical application of brain-machine interface(BMI). To improve the recording performance of ECoG arrays, we designed and developed a high-density micro-ECoG array with 1152 electrode contacts, which is approximately 10 times higher than the conventional arrays. Somatosensory evoked potentials of the digits of a nonhuman primate were recorded and it was shown that the high-density array can provide precise delineation of cortical activities than a lower density array. The long-term implantation of an ECoG array (128 contacts) confirmed that stable electrode impedance values were maintained over a period of several months.

Free Research Field

神経工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳とコンピュータを繋ぐ技術であるBMIにより、疾病や老化によって損なわれた身体機能をサポートする研究が進んでいる。BMIの実生活への応用に向けては脳活動を安全かつ精密に測定するための手法が必要であるが、現在のBMI研究で主流の計測手法（ユタ電極アレイ）では脳へ剣山型のセンサを刺し入れる必要がある。本研究ではシート状電極により脳を表面から計測する皮質脳波計測法の大幅な性能向上を図ることによって、高性能なBMIの社会実装に向けた基盤技術の開発に貢献した。