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内耳蝸牛内電位駆動型の非常用電力体内給電システムの基盤技術開発とその評価

研究課題

研究課題/領域番号 15K12091
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 知能情報学
研究機関北海道大学

研究代表者

舘野 高  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (00314401)

研究分担者 村上 修一  地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主任研究員 (70359420)
連携研究者 佐藤 和郎  大阪産業技術研究所, 電子・機械システム研究部, 知能機械研究室長 (30315163)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード生体内電位 / 人工臓器 / 電力獲得 / 細胞インターフェース / 音響センサ / 微細加工技術 / 神経工学 / 多電極配列
研究成果の概要


本研究では,生体内で生成される数10 mVの微小な電位を利用して,体内埋め込み機器とその蓄電系に電力を供給する非常用体内システムの基盤技術開発を目的とした.また,技術応用として,生体の組織・細胞内電位を実時間で計測し,その電圧源を用いて他の機器に電力を供給する技術の開発を目指した.特に,本研究では,開発したシステムを応用する対象として神経細胞インターフェースと音響センサを具体的に取り上げ,昇圧コンバータ回路を用いて生体内の微小電位を高電位に昇圧し,それらの機器に電力供給する基礎的な技術を開発した.その結果,数10 mVの直流電圧成分を数Vに昇圧し,電子機器を駆動する基盤的な技術を開発できた.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Micro-coil-induced Inhomogeneous Electric Field Produces sound-driven-like Neural Responses in Microcircuits of the Mouse Auditory Cortex In Vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Hisayuki Osanai, Shunsuke Minusa, Takashi Tateno
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 371 ページ: 346-370

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.12.008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micromagnetic stimulation of the mouse auditory cortex in vivo using an implantable solenoid system2018

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Minusa, Hisayuki Osanai, and Takashi Tateno
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 未定 号: 6 ページ: 1301-1310

    • DOI

      10.1109/tbme.2017.2748136

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salicylate-Induced Suppression of Electrically Driven Activity in Brain Slices from the Auditory Cortex of Aging Mice2017

    • 著者名/発表者名
      Minoru Namikawa, Ayaka Sano,Takashi Tateno
    • 雑誌名

      Frontiers in Aging Neuroscience

      巻: 9 ページ: 1-27

    • DOI

      10.3389/fnagi.2017.00395

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flavoprotein fluorescence imaging-based electrode implantation for subfield-targeted chronic recording in the mouse auditory cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Jun、Ohtaka Yuto、Tachibana Yuishi、Yanagawa Yasutaka、Osanai Hisayuki、Haga Takeaki、Tateno Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: 293 ページ: 77-85

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2017.08.028

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salicylate-induced frequency-map reorganization in four subfields of the mouse auditory cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Yanagawa Yasutaka、Takasu Kengo、Osanai Hisayuki、Tateno Takashi
    • 雑誌名

      Hearing Research

      巻: 351 ページ: 98-115

    • DOI

      10.1016/j.heares.2017.06.003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of propagation velocity driven by current microstimulation in the mouse auditory cortex2017

    • 著者名/発表者名
      D. Yamamura and T. Tateno
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      巻: 1 号: S1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/tee.22446

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An analysis of current source density profiles activated by local stimulation in the mouse auditory cortex in vitro2017

    • 著者名/発表者名
      D. Yamamura, A. Sano, and T. Tateno
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1659 ページ: 96-112

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2017.01.021

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transcranial flavoprotein-autofluorescence imaging of sound-evoked responses in the mouse auditory cortex under three types of anesthesia2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yanagawa, H. Osanai, and T. Tateno
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 633 ページ: 189-195

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2016.09.021

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neural response differences in the rat primary auditory cortex under anesthesia with ketamine versus the mixture of medetomidine, midazolam and butorphanol2016

    • 著者名/発表者名
      H. Osanai and T. Tateno
    • 雑誌名

      Hearing Research

      巻: 339 ページ: 69-79

    • DOI

      10.1016/j.heares.2016.06.012

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An analysis of nonlinear dynamics underlying neural activity related to auditory induction in the rat auditory cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Masanari Noto, Jun Nishikawa, Takashi Tateno
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: in press ページ: 58-83

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2015.12.060

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 微小コイル磁気刺激法における大脳皮質誘発応答の空間局所性 ~ 電気生理学的評価 ~2018

    • 著者名/発表者名
      長内尚之,三幣俊輔,舘野 高
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚皮質内因性信号の光計測法を用いた埋込型微小磁気刺激法による誘発神経応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      三幣俊輔,舘野高
    • 学会等名
      電子情報通信学会,ニューロコンピューティング研究会(NC)
    • 発表場所
      機械振興会館 (東京都)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス聴覚野の領域と層構造に特化したインターフェースにおける多点刺激デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 壮太,村上修一,佐藤和郎,舘野高
    • 学会等名
      日本神経科学会(第40回日本神経科学大会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 埋込型微小磁気刺激装置における神経活動誘発可能性の理論計算と実験による検討2017

    • 著者名/発表者名
      三幣 俊輔,舘野高
    • 学会等名
      日本神経科学会(第40回日本神経科学大会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 聴覚皮質における時間周波数受容野の実時間推定法とそのFPGAへの実装2017

    • 著者名/発表者名
      小杉倭弘,西川淳,浅井哲也,舘野高
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MEMS中枢神経刺激用多電極インターフェースの作製とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      村上修一,佐藤和郎,高橋壮太,舘野高
    • 学会等名
      第34回「センサ・マクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 齧歯類動物向け聴覚中枢系補綴器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      村上修一,高橋壮太,岩城 遼,佐藤和郎,田中恒久,宇野真由美,舘野 高
    • 学会等名
      第8回集積化MEMS技術研究ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Neural response differences in the rat primary auditory cortex under anesthesia with ketamine versus the mixture of medetomidine, midazolam and butorphanol2016

    • 著者名/発表者名
      H. Osanai and T. Tateno
    • 学会等名
      The 46th Annual meeting of Society for Neuroscience (Neuroscience 2016)
    • 発表場所
      サンディエゴ (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combining multi-unit recording and flavoprotein fluorescence imaging reveals field- and layer-specific sound-evoked neural responses in the rodent auditory cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Nishikawa, Takeaki Haga, Yuishi Tachibana, Yuto Ohtaka, Yasutaka Yanagawa, Hisayuki Osanai, and Takashi Tateno
    • 学会等名
      The 46th Annual meeting of Society for Neuroscience (Neuroscience 2016)
    • 発表場所
      サンディエゴ (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 聴覚皮質局所回路における誘発応答の計測とその制御2016

    • 著者名/発表者名
      西川淳,舘野高
    • 学会等名
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2016
    • 発表場所
      大阪国際交流センター (大阪市)
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] An Analysis of Current Source Density Profiles Activated by Local Stimulation in the Mouse Auditory Cortex in Vitro2016

    • 著者名/発表者名
      D. Yamamura, S. Ayaka, and T. Tateno
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2016)
    • 発表場所
      京都大学 (京都市)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing an Implantable Micro Magnetic Stimulation System to Induce Neural Activity in Vivo2016

    • 著者名/発表者名
      S. Minusa and T. Tateno
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2016)
    • 発表場所
      京都大学 (京都市)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differential Effect of Two Types of Anesthesia on Sound-Driven Oscillations in the Rat Primary Auditory Cortex2016

    • 著者名/発表者名
      H. Osanai and T. Tateno
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Neural Information Processing (ICONIP 2016)
    • 発表場所
      京都大学 (京都市)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 齧歯類実験動物における特定音波検知MEMSセンサの作製2016

    • 著者名/発表者名
      村上 修一,岩城 遼,佐藤 和郎,田中 恒久 ,宇野真由美 ,舘野 高
    • 学会等名
      77回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター (新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点電極計測とフラビンタンパク質蛍光イメージングにより明らかにされる齧歯類聴覚皮質における脳領域および層依存的な音誘発応答2016

    • 著者名/発表者名
      西川 淳,羽賀 健亮,橘 唯至,大高 友斗,柳川 康貴,長内尚之,舘野 高
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3種の麻酔薬における経頭蓋フラビンタンパク質自家蛍光イメージングを用いたマウス聴覚皮質の音刺激誘発応答計測2016

    • 著者名/発表者名
      柳川 康貴,舘野 高
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 齧歯類動物の聴覚中枢神経刺激に向けた周波数選択的音響センサの開発とその特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      (3)岩城 遼,村上修一,佐藤和郎,舘野 高
    • 学会等名
      電子情報通信学会,ニューロコンピューティング研究会
    • 発表場所
      玉川大学(町田市)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatial distribution patterns of short term potentiation induced by microelectrode stimulation in the mouse auditory cortex in vitro2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tateno and A. Sano
    • 学会等名
      Society of Neuroscience
    • 発表場所
      シカゴ
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sodium salicylate and muscimol differently regulate inhibitory synapses in the senescence-accelerated mouse auditory cortex2015

    • 著者名/発表者名
      A. Sano and T. Tateno
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(神戸市)
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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