2022 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization of retinal prosthetic stimulation by artificial intelligence
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19K09949
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三好 智満 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70314309)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内藤 智之 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90403188)
森本 壮 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座准教授 (00530198)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工網膜 / 電気刺激 / 機械学習 / 電気生理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
STS方式の人工網膜の刺激電極から脳に伝えられた情報を評価するために、動物の大脳硬膜下に多点記録電極を設置し、眼球に埋植した多点電極からの電気刺激によって生じる誘発電位を記録した。そのデータから、機械学習によって網膜を刺激した電極の部位の推定が可能かどうかを調べた。網膜電極を単独刺激して得られた誘発電位を再帰型ニューラルネットに学習させ、学習に用いなかったテストデータの刺激電極が推定を試みたところ、チャンスレベルよりも高い正答率が得られ、刺激電極の部位の推定が可能であること、また正答率を用い定量評価が可能であることがわかった。一方で、網膜の電極の複数点を同時に用いて異なる空間パターンの電気刺激を行った場合、刺激パターンの弁別を有意に行うことはできなかった。STS方式による刺激によって得られた皮質脳波は刺激電極が特定できる空間情報を含んでおり、刺激の評価に用いることが可能であることがわかったが、一方でパターン刺激の空間情報については用いた記録系には充分に含まれていなかったと考えられた。近年、非侵襲的な遠隔刺激法として時間干渉刺激が注目されており、人工網膜における空間特性のより高い刺激に向けて応用可能であると考え、動物実験を始めた。高周波電気刺激を加えながら同時に電気生理学的反応を記録する必要があるが、特性の良いフィルターをアンプに追加することで刺激の継続中も誘発反応を記録することが可能であることがわかり、今後、時間干渉刺激の応用可能性を電気生理学的に検討する予定である。
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