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脳の可塑性を応用し皮質微小電気刺激を用いた大脳皮質感覚野の体部位局在地図の操作

研究課題

研究課題/領域番号 15K12576
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関東京大学

研究代表者

満渕 邦彦  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (50192349)

研究分担者 深山 理  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 助教 (30508205)
研究協力者 内藤 優  
須藤 奈美  
平野 健  
星野 彰太郎  
齋藤 敬  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016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)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードリハビリテーション / 脳の可塑性 / 脳体部位局在地図操作 / 大脳皮質微小電気刺激 / 皮質微小電気刺激 / 感覚野体部位局在地図操作
研究成果の概要

本研究は、Hebb の法則に基づくシナプスの可塑性を利用し、2つの大脳皮質感覚領域の神経細胞に対して適宜な遅れ時間で同期刺激を繰り返す事により、両者の結合強度を強化、或いは減弱させ、最終的に大脳皮質感覚野の体部位地図を書き換えようとするものである。まず、ある部位の神経細胞の活動に同期して、一定の遅れ時間でもう一方の神経細胞に電流刺激の呈示を行うデバイスの開発を行い、これを用いて両大脳皮質領域の神経細胞に対する同期刺激を繰り返した結果、特定の条件で同期刺激を続けると、運動皮質では両者間の高ガンマ帯信号の接続強度が強化されるという結果が得られたが、感覚皮質については、更なる検討を必要とする。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] ラット脳深部計測におけるチタン電極のMRI造影特性に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      須藤菜美、深山理、禹泰城、井上雄介、磯山隆、関野正樹、阿部裕輔、満渕邦彦
    • 雑誌名

      第 55 回 日本生体医工学会抄録集

      巻: 第54巻特別号

    • NAID

      130005285530

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生体情報制御による動物模擬ロボットプラットフォーム2016

    • 著者名/発表者名
      今野直人、工藤大輝、深山理、平野健、満渕邦彦、齋藤敬
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2016(Robomech2016)講演論文集

      巻: 抄録集

    • NAID

      130007233067

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロニューログラフィにより計測された神経発火列に対するカーネル法を用いた解析2016

    • 著者名/発表者名
      山口裕人、門脇拓也、小川まな美、宮廻裕樹、深山理、満渕邦彦
    • 雑誌名

      第 29 回日本マイクロニューログラフィ学会抄録集

      巻: 抄録集

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 脳深部への入出力を伴う BMI に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      須藤直紀、深山理、阿部裕輔、満渕邦彦
    • 雑誌名

      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抄録集

      巻: 抄録集

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] A Gray-box Model Design of a Basal Ganglia-Cortical Brain-Machine2016

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Naoki Sudo, Kunihiko Mabuchi
    • 雑誌名

      Proceedings of The 47th ISCIE Intl. Symp. on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 抄録集 ページ: 63-64

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Active Noise Reduction with the Wiener Filter for Vagal Nerve Recording of a Goat with an Implanted Artificial Heart Device2015

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Shintaro Hara, Itsuro Saito, Yusuke Abe, Kunihiko Mabuchi
    • 雑誌名

      Abstract book of The 47th ISCIE Intl. Symp. on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 1 ページ: 25-26

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳内刺入電極を用いた脳領野間への電気的な経路の追加による神経活動への影響2015

    • 著者名/発表者名
      星野彰太郎、深山理、星野隆行、満渕邦彦
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 医用・生体工学研究会 (MBE-16)

      巻: 1 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 同期的電流刺激デバイスを用いた神経細胞間における高ガンマ帯信号の伝播効率変化2015

    • 著者名/発表者名
      内藤優、深山理、満渕邦彦
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 医用・生体工学研究会 (MBE-16)

      巻: 1 ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 再生核ヒルベルト空間における神経信号復号化のための高速パラメータ決定2015

    • 著者名/発表者名
      小川まな美、深山理、星野隆行、満渕邦彦
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 医用・生体工学研究会 (MBE-16)

      巻: 1 ページ: 75-80

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 大脳基底核ブレイン・マシン・インタフェースのための電極位置同定手法に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      須藤奈美、深山理、内藤優、禹泰城、井上雄介、磯山隆、関野正樹、阿部雄介、満渕邦彦
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium 2015

      巻: 1 ページ: 115-118

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 多点電極 BMI による歩行関連電位計測のための体動に由来する同相信号成分除去2015

    • 著者名/発表者名
      平野健、須藤奈美、深山理、満渕邦彦
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium 2015

      巻: 1 ページ: 129-131

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AVR マイコンを用いたシナプス可塑性誘発デバイスの開発 - 入力の同期性に関する時間的性能の検討2015

    • 著者名/発表者名
      内藤優、須藤奈美、深山理、満渕邦彦
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium 2015

      巻: 1 ページ: 134-137

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 脳機能改変に向けた脳内インピーダンス制御における電場・電流分布の検討2015

    • 著者名/発表者名
      星野彰太郎、深山理、星野隆行、満渕邦彦
    • 雑誌名

      Proceedings of Life Engineering Symposium 2015

      巻: 1 ページ: 152-155

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] A Gray-box Model Design of a Basal Ganglia-Cortical Brain-Machine Interface for a Rat2016

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Naoki Sudo, Kunihiko Mabuchi
    • 学会等名
      The 47th ISCIE Intl. Symp. on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      福岡工業大学(福岡市)
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脳深部への入出力を伴う BMI に関する研究 - ラットモデルにおける覚醒活動下での脳深部刺激に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      須藤直紀、深山理、阿部裕輔、満渕邦彦
    • 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
      2016-11-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 時不変ダイナミクス条件下における神経発火頻度に基づくサル手先軌道の推定2016

    • 著者名/発表者名
      深山理、宮下英三、満渕邦彦
    • 学会等名
      第 10 回モータコントロール研究会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロニューログラフィにより計測された神経発火列に対するカーネル法を用いた解析2016

    • 著者名/発表者名
      山口裕人、門脇拓也、小川まな美、宮廻裕樹、深山理、満渕邦彦
    • 学会等名
      第 29 回日本マイクロニューログラフィ学会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-07-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 生体情報制御による動物模擬ロボットプラットフォーム2016

    • 著者名/発表者名
      今野直人、工藤大輝、深山理、平野健、満渕邦彦、齋藤敬
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2016(Robomech2016)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ラット脳深部計測におけるチタン電極のMRI造影特性に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      須藤菜美、深山理、禹泰城、井上雄介、磯山隆、関野正樹、阿部裕輔、満渕邦彦
    • 学会等名
      第 55 回 日本生体医工学会
    • 発表場所
      富山国際会議場・富山市民プラザ(富山市)
    • 年月日
      2016-04-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脳内刺入電極を用いた脳領野間への電気的な経路の追加による神経活動への影響2016

    • 著者名/発表者名
      星野彰太郎、深山理、星野隆行、満渕邦彦
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京都目黒区(東京大学(先端研))
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 同期的電流刺激デバイスを用いた神経細胞間における高ガンマ帯信号の伝播効率変化2016

    • 著者名/発表者名
      内藤優、深山理、満渕邦彦
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京都目黒区(東京大学(先端研))
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 再生核ヒルベルト空間における神経信号復号化のための高速パラメータ決定2016

    • 著者名/発表者名
      小川まな美、深山理、星野隆行、満渕邦彦
    • 学会等名
      電気学会 医用・生体工学研究会
    • 発表場所
      東京都目黒区(東京大学(先端研))
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Active Noise Reduction with the Wiener Filter for Vagal Nerve Recording of a Goat with an Implanted Artificial Heart Device2015

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Shintaro Hara, Itsuro Saito, Yusuke Abe, Kunihiko Mabuchi
    • 学会等名
      The 47th ISCIE Intl. Symp. on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      Waikiki Beach Marriott, Honolulu, HI, USA
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Artifacts reduction with a simple filter for multichannel implantable neural interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Mitsuhiro Takano, Shintaro Hara, Itsuro Saito, Yusuke Abe, Kunihiko Mabuchi
    • 学会等名
      Socierty for Neuroscience Annual Meeting 2015
    • 発表場所
      McCormick Place, Chicago, IL, USA
    • 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] 大脳基底核ブレイン・マシン・インタフェースのための電極位置同定手法に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      須藤奈美、深山理、内藤優、禹泰城、井上雄介、磯山隆、関野正樹、阿部雄介、満渕邦彦
    • 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 2015
    • 発表場所
      福岡県飯塚市(九州工業大学)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多点電極 BMI による歩行関連電位計測のための体動に由来する同相信号成分除去2015

    • 著者名/発表者名
      平野健、須藤奈美、深山理、満渕邦彦
    • 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 2015
    • 発表場所
      福岡県飯塚市(九州工業大学)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] AVR マイコンを用いたシナプス可塑性誘発デバイスの開発 - 入力の同期性に関する時間的性能の検討2015

    • 著者名/発表者名
      内藤優、須藤奈美、深山理、満渕邦彦
    • 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 2015
    • 発表場所
      福岡県飯塚市(九州工業大学)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳機能改変に向けた脳内インピーダンス制御における電場・電流分布の検討2015

    • 著者名/発表者名
      星野彰太郎、深山理、星野隆行、満渕邦彦
    • 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 2015
    • 発表場所
      福岡県飯塚市(九州工業大学)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 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: 2018-03-22  

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