物体認識を操作する書込み型ブレインマシンインターフェースの確立

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26730081
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 大橋 一徳 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (90617458)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ブレインマシンインターフェース / 物体認識

Outline of Annual Research Achievements

本研究は下側頭葉における物体コラム構造を電気刺激を用いて強制的に活動させることによって任意の物体情報を動物に送り込むことを目的としている。本年度は遅延応答課題遂行時に動物の下側頭葉において発生する神経活動の計測,およびコラム構造電気刺激装置の開発を行った。神経活動計測は内因性光学計測法を用いてあらかじめ同定しておいた複数の物体コラム構造の一つに対して16ch多点電極を垂直刺入することによって行い、皮質浅層から深層の物体認識に関わる複数の神経活動を同時に計測できた。その結果、物体に対する神経活動反応特性の詳細は皮質各層で異なっているが、全層に共通した反応特性が存在しており、コラムという単位でみれば反応性が類似していることが分かった。その結果、同一コラム内の異なる層構造を電気刺激するより、異なる物体を表現する複数のコラムを同時に電気刺激した方が送り込める情報の多様性が増す可能性が示唆された。
次に、複数の電極を異なるコラム構造に刺入し電気刺激することを試みたが、同定されたコラム構造のパターンと電極の形状、刺激可能皮質領域の範囲、およびマニピュレータ設置スペースの関係上、複数の電極を複数のマニピュレータで同時刺入することは不可能であった。そのため、一つのマニピュレータで複数本の電極を操作出来るように現行の電極およびマニピュレータの改良を行い、複数のコラム構造を同時に電気刺激出来る装置を完成させることが出来た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

動物に任意の情報を送ること自体は達成されていないが、研究手法や計測手法を概ね確立することができたため。

Strategy for Future Research Activity

実験計画に記した通り複数コラムの同時電気刺激を実際に行い、動物に物体情報を認識させる最適刺激条件を探索する予定である。

Causes of Carryover

電極の改良費用の見積もりが当年度使用可能予算を超えていたため、次年度予算と合わせて使用するため助成金使用を控えた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

改良電極および、多点電気刺激装置を購入する予定である。