• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

広域分散電極配置型BMIを用いた運動・感覚情報の抽出フレームワークの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K17684
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能ロボティクス
脳計測科学
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構 (2019-2023)
東京大学 (2017-2018)

研究代表者

深山 理  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター, 研究員 (30508205)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードブレイン・マシンインタフェース / 神経信号計測 / 脳深部刺激 / 歩行動作 / ラット / 神経信号 / 神経電極 / 運動・感覚情報抽出 / 確率的モデリング / 脳・神経
研究成果の概要

本研究は、電極プローブを頭蓋下の広い範囲に分散配置し、感覚・運動に関わる神経活動を横断的に収集することによって、脳内に存在する任意の感覚・運動に関する情報の抽出を目指したものである。この目的のため、計画の前半期(~2019年)において、ラット脳を対象とした計測・刺激系を構築し、ラットを搭載して動作する全方位移動型ロボットを開発した。また、この過程で「自発的だが統制された歩行動作」を誘発する手法を着想し、実装・評価を行った。後半期(2020年~)には、神経信号の特徴量およびデコーディング手法について検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳内への電極留置を伴う脳インタフェースでは、電極数が多くなるほど情報量が増える一方、脳組織への侵襲性が大きくなる。本研究計画は、比較的少数の電極を脳の広域に分散配置し、情報入出力の点で効率的な手法の実現を目指したものである。研究成果からは、脳インタフェース実現に向けた情報の取扱い技術について知見が得られたほか、動物の行動へ効果的な介入手法が派生的に開発された。

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 10件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Rattractor - Instant guidance of a rat into a virtual cage using the deep brain stimulation2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sudo, Sei-etsu Fujiwara, Takashi Isoyama, and Osamu Fukayama
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 6 ページ: e0287033-e0287033

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0287033

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Recording sensory-evoked potentials at multiple depths in the skull2023

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Sei-etsu Fujiwara, Arao Funase
    • 学会等名
      45th Annual Intl Conf of IEEE EMBS
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of spatial frequency characteristics implicitly assumed by brain recording using electrodes array2023

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama
    • 学会等名
      55th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A spatial Laplacian filter for surface neural electrodes derived from a Gaussian process2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama
    • 学会等名
      10th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 体性感覚神経情報のデコードに向けたラット坐骨神経および大脳皮質活動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      白木晴子、深山理、海住太郎、鈴木隆文
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる電極配置に応じたラット感覚皮質マップの推定2021

    • 著者名/発表者名
      深山理、白木晴子、船瀬新王、藤原清悦
    • 学会等名
      2021年電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Decoding Sensory Responses in a Rat Brain Cortex Using a Gaussian-Process Regression Filter2020

    • 著者名/発表者名
      O. Fukayama, K. Take, T. Suzuki
    • 学会等名
      The 52nd ISCIE Intl. Symp. on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Leading a Rat Along a Moving Virtual Reward Circle with 'Rattractor', a Closed-Loop Deep-Brain Stimulator2019

    • 著者名/発表者名
      O. Fukayama, N. Sudo, and T. Isoyama
    • 学会等名
      9th Intl. IEEE EMBS Conf. on Neural Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Positioning of Neural Electrodes to Maximize Cortical Responses to Deep Brain Stimulation2019

    • 著者名/発表者名
      O. Fukayama, N. Sudo, and T. Isoyama
    • 学会等名
      9th Intl. IEEE EMBS Conf. on Neural Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rattractor - Closed-loop Rat Attractor by Deep Brain Stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      O. Fukayama, N. Sudo, K. Mabuchi, and T. Isoyama
    • 学会等名
      40th Annual Intl. Conf. of the IEEE EMBS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modifying behavior of a rat during a Brain-Machine Interface experiment by deep brain stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      N. Sudo, O. Fukayama, K. Mabuchi, and T. Isoyama
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラット神経計測のための脳深部刺激による歩行行動の調整2018

    • 著者名/発表者名
      須藤 直紀, 深山 理, 満渕 邦彦, 磯山 隆
    • 学会等名
      平成 30 年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット歩行誘導のための光学的行動観測による自動脳深部刺激システム2017

    • 著者名/発表者名
      深山理、須藤直紀、阿部裕輔、満渕邦彦
    • 学会等名
      第11回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳深部刺激によるラット歩行行動の傾向誘導2017

    • 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
      平成29年電気学会C部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Line Spectrum Pair Representation of Neural and Myoelectric Signals for Brain-Machine Interface Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama, Naoki Sudo, Kunihiko Mabuchi
    • 学会等名
      The 49th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on the deep brain stimulation to induce voluntary locomotions of a rat2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sudo, Osamu Fukayama, Kunihiko Mabuchi, Yusuke Abe
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Anual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 業績等を掲載した個人サイト

    • URL

      https://mels.jp/fukayama/index-j.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学 石川・妹尾研究室 メンバー紹介ページ

    • URL

      http://www.k2.t.u-tokyo.ac.jp/members/fukayama/fukayama-j.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi