Optical Neurocommunicatorによる義体制御システムの開発

• 研究課題/領域番号: 15K21627
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 脳計測科学; 医用システム
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 小林 琢磨 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (80582288)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 脳内埋植型デバイス / Optic Neurocommunicator / 三次元培養 / 光プローブ / artificial body / 脳機能光計測 / 脳機能光制御 / 光双方向神経活動伝達 / スキルラーニング / goal directed behavior / brain machine interface / 装着型デバイス / 蛍光イメージング / optogenetics / transgenic mouse / neurological prosthesis / motor skill learning / 行動予測 / wearable instrument / Ca2+ imaging / 光遺伝学 / 遺伝子改変マウス / 身体補綴装具

研究成果の概要

一連の研究は知覚・肢体能力の減損者のための新しい補綴技術の礎となることをめざし、2009年の構想により開始された。光によって脳神経細胞と会話できる双方向光情報伝達技術の創成と、その後、当該技術を生体脳において運用するための各種デバイスを試作して実証実験を繰り返すことで推進されてきた。結果、低侵襲的に適用できるウェアラブルデバイスを用いて光学的に脳と情報交換することが可能であることが実証された。

研究成果

• [雑誌論文] Implantable microimaging device for observing brain activities of rodents (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun Ohta, Yasumi Ohta, Hiroaki Takehara, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Makito Haruta, Takuma Kobayashi,Yasemin M. Akay, Metin Akay
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE 巻: 105 号: 1 ページ: 158-166
  • DOI: 10.1109/jproc.2016.2585585
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] "Optical communication with brain cells by means of an implanted duplex micro-device with optogenetics and Ca(2+) fluoroimaging". (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Haruta M, Sasagawa K, Matsumata M, Eizumi K, Kitsumoto C, Motoyama M, Maezawa Y, Ohta Y, Noda T, Tokuda T, Ishikawa Y, Ohta J.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 16 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1038/srep21247
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 社会的闘争の勝敗は手綱核によって決定される (2016)
  • 著者名/発表者名: 松股 美穂, 小林 琢磨, 平尾 顕三, Tanvir Islam, 小林 祐樹, Arthur Huang, Tomas J. McHugh, 糸原 重美, 岡本 仁
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] The optogenetic activation of the ventral medial habenula to interpeduncular nucleus pathway makes mice timid in social conflicts (2016)
  • 著者名/発表者名: Miho Matsumata，Takuma Kobayashi，Kenzo Hirao，Arthur Huang，Megumi Kobayashi，Kawori Eizumi，Thomas J McHugh，Hitoshi Okamoto
  • 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（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [備考] 広報：「生体内に埋植可能なウェアラブル光プローブ」（2016年10月17日）
  • URL: http://www.riken.jp/outreach/ip/08413/
• [備考] 広報：「生体内の細胞の活動によって操縦できる外部装置およびその制御システム」（2016年10月25日
  • URL: http://www.riken.jp/outreach/ip/08438/
• [産業財産権] 撮像装置、及び、生体情報取得装置 (2017)
  • 発明者名: 小林琢磨、岡本仁、飯野裕行、大井一成
  • 権利者名: 小林琢磨、岡本仁、飯野裕行、大井一成
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-03-03
  • 外国
• [産業財産権] 発光装置、発光システム、及び、発光装置の製造方法 (2016)
  • 発明者名: 小林琢磨、松股美穂、岡本仁
  • 権利者名: 小林琢磨、松股美穂、岡本仁
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-07-27
  • 外国
• [産業財産権] 撮像装置、及び、生体情報取得装置 (2016)
  • 発明者名: 小林琢磨、岡本仁、飯野裕行、大井一成
  • 権利者名: 小林琢磨、岡本仁、飯野裕行、大井一成
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-042550
  • 出願年月日: 2016-03-04
• [産業財産権] 発光装置、発光システム、及び、発光装置の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 小林琢磨、松股美穂、岡本仁
  • 権利者名: 小林琢磨、松股美穂、岡本仁
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-148172
  • 出願年月日: 2015-07-27
• [産業財産権] 撮像装置、及び、生体情報取得装置 (2015)
  • 発明者名: 小林琢磨、岡本仁
  • 権利者名: 小林琢磨、岡本仁
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-171391
  • 出願年月日: 2015-08-31
• [産業財産権] 制御装置、制御システム、操縦装置及び移動体 (2015)
  • 発明者名: 小林琢磨、岡本仁
  • 権利者名: 小林琢磨、岡本仁
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-178940
  • 出願年月日: 2015-09-10