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次世代人工感覚器の為のマイクロデバイス・システムインテグレーションの基盤形成

研究課題

研究課題/領域番号 21300114
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体生命情報学
研究機関大阪大学

研究代表者

舘野 高  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00314401)

研究分担者 神保 泰彦  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (20372401)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2010年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2009年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワード感覚器 / マイクロデバイス / 神経細胞 / 微小信号増幅 / 人工聴覚 / 細胞培養 / 細胞インターフェース
研究概要

本研究では,マイクロ・デバイス作製技術を利用して,従来法とは全く異なる発想の超小型の次世代型人工聴覚器(機械的振動-神経パルス変換器)を開発するための基礎的な集積化技術を構築する.本研究が提案する手法は,従来型の人工感覚器が持つ欠点(体外シグナルプロセッサ部の存在や電池交換の煩雑さ)を将来的に完全に解消し得る可能性をもつ.そして,再生医療や細胞組織工学に機械-神経細胞間のインターフェース技術を提供し,海外(米・豪州)の製品が90%以上を占める人工感覚器市場に日本の独自製品を供給する基盤形成を最終的に目指す.特に,本研究課題が目指す方向は,マイクロ・デバイスと神経細胞の接合部となる小型インターフェースを開発すうと共に,その間の信号を増幅・変換する電子・電気素子を一体型として組み込むことによって,デバイス自体がより高度な情報処理機能を有するマイクロ・デバイスを作製し,ヒトの感覚器特性の模擬を実現することである.本年度は,主に,音響信号部の出力を増幅する電子回路を作成し,それを2cm幅のモジュールとして小型化した.また,そのモジュールを24個並列に配置した多チャンネル増幅装置を製作した.この結果,数マイクロボルト程度の音響信号部の出力を数ボルト程度の電圧に増幅することが多チャンネルで可能となった.また,音響センサ上の電極パターンを効率的に製作するために,圧電膜に銀ペーストを印刷する技術を応用して,表面に電導性の配線パターンを容易に製作できるように工夫した.この結果,従来の作業工程が大幅に効率化されて,60-100個の電極パターンを容易に圧電膜上に製作できるようになった

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 中脳ドーパミン細胞における形態発達の特徴と受動的膜モデルの一構成法2011

    • 著者名/発表者名
      舘野高
    • 雑誌名

      電気学会誌C, IEE Japan Transactions on Electronics, Information and Systems

      巻: 131 ページ: 50-55

    • NAID

      10027636615

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A small-conductance Ca^<2+>-dependent K^+ current regulates dopamine neuron activity : a combined approach of dynamic current clamping and intracellular imaging of calcium signals2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tateno
    • 雑誌名

      NeuroReport

      巻: 21 ページ: 667-674

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronization of firing in cortical fast-spiking interneurons at gamma frequencies : a phase-resetting analysis2010

    • 著者名/発表者名
      N.W.Gouwens, H.Zeberg, K.Tsumoto, T.Tateno, K.Aihara, H.P.C.Robinson
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology

      巻: 6 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Culturing neurons on MEMS fabricated P(VDF-TrFE) films for implantable artificial cochlea2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shintaku, T.Tateno, N.Tsuchioka, H.Tanujaya, T.Nakagawa, J.Ito, S.Kawano
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 5 ページ: 229-235

    • NAID

      130000252220

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Culturing neurons on MEMS fabricated P(VDF-TrFE) films for implantable artificial cochlea

    • 著者名/発表者名
      H.Shintaku, T.Tateno, N.Tsuchioka, H.Tanujaya, T.Nakagawa, J.Ito, S.Kawano
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering (In press)

    • NAID

      130000252220

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of ethanol effects on hyperpolarization-activated cation current in rat dopamine neurons and its influence to midbrain local circuits2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tateno
    • 学会等名
      40th Annual Meeting of Society of Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2010-11-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Computational modeling of molecular networks underlying postsynaptic plasticity in striatal medium spiny neurons2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Inui, T.Tateno
    • 学会等名
      7^<th> Forum of European Neuroscience
    • 発表場所
      Amsterdam, Netherlands
    • 年月日
      2010-07-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Hybrid-system modeling in electrophysiology-Application of a dynamic-clamp technique-2010

    • 著者名/発表者名
      T.Tateno
    • 学会等名
      Workshop on Computational Neuroscience in Ritsumei University
    • 発表場所
      滋賀県草津市
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 自己組織型状態空間モデルに基づく蛍光性指示薬濃度と細胞内イオン濃度の統計的推定法について2010

    • 著者名/発表者名
      岩橋亮平・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
    • 年月日
      2010-03-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 線条体中型有棘細胞の後シナプス可塑性における大規模分子ネットワークからの主要シグナル伝達経路の計算的抽出法について2009

    • 著者名/発表者名
      乾洋輔・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
    • 発表場所
      豊橋
    • 年月日
      2009-12-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of an inhibitory and hyperpolarization-activated current (Ih) controlled switch between firing modes in dopaminergic neurons and inhibitory interneurons of rat substantia nigra and their computational modeling2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tateno
    • 学会等名
      Society of Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2009-10-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of an inhibitory and hyperpolarization-activated current (Ih) controlled switch between single-spiking and burst firing modes in dopaminergic neurons of rat substantia nigra pars compacta2009

    • 著者名/発表者名
      T.Tateno
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 電気生理測定装置及び方法2010

    • 発明者名
      舘野高
    • 権利者名
      大阪大学
    • 出願年月日
      2010-02-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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