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皮質脳波BMIのニューロリハビリテーションへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H03312
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

鈴木 隆文  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, 室長 (50302659)

研究分担者 平田 雅之  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (30372626)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード神経電極 / BMI / 生体適合性 / ブレインマシンインタフェース / 神経刺激 / リハビリテーション
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、次世代の完全埋込型皮質脳波ブレインマシンインタフェース(BMI)システムに求められるチャネル数(電極数。現状は最大128)の増大や感覚機能付加等の要請、ニューロリハビリテーションへの応用に向けた課題の解決を図る。より具体的には、課題1:BMIを適用した生体脳における適応的変化特性の解明、課題2:システムの超多点化に関わる諸課題(多点システムの実現、多点皮質脳波のデコーディング法の開発)の解決、課題3:刺激機能に関わる課題(フィードバック機能及び機能的電気刺激(FES)等による運動機能再建)課題4:皮質脳波と皮質内神経信号の関係の解明、の4つの課題に取り組む。

研究実績の概要

本研究課題では、次世代の完全埋込型皮質脳波ブレインマシンインタフェース(BMI)システムに求められるチャネル数(電極数)の増大や双方向化(神経計測および神経刺激(フィードバックのための感覚生成や機能的電気刺激等を含む))の要請、ニューロリハビリテーションへの応用等に向けた各種課題の解決を図る。
より具体的には、BMIシステムの多点高密度化、多点皮質脳波のデコーディング法の開発、双方向化に向けた神経刺激基盤技術開発、皮質脳波と皮質内神経信号の関係の解明等の課題に取り組む。研究代表者の鈴木(情報通信研究機構)は、研究全体の統括と遂行、特に神経電極の設計や開発を担当する。研究分担者の平田(大阪大学)は、システムの評価実験を担当し、評価結果を研究代表者にフィードバックする。
本年度は、昨年度に引き続き上述の課題遂行に必要となる多点高密度柔軟神経電極の開発をするとともに、その長期間使用のための評価実験システムを構築し、評価実験を実施した。多点高密度柔軟神経電極としてはパリレンCを基板とした60~1000chの神経電極を実験用に試作し使用した。また神経刺激のために電流刺激が可能な多点表面神経電極を試作し、電極特性等の評価を行った。さらに皮質内計測用の刺入型電極と併用可能な多点表面電極の試作を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

神経刺激ユニット開発に必要な部品の入手に時間を要したが、進められる課題を前倒しで実施するなどした結果、課題全体としてはおおむね順調な進捗状況となっている。

今後の研究の推進方策

基本的に当初の研究計画に沿って課題を遂行する予定である。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Brain-machine interface (BMI) technologies for next generation applications2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Suzuki
    • 学会等名
      The 15th Biomedical Engineering International Conference (BMEiCON2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BMIのための高密度皮質脳波電極と無線通信技術の開発2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆文, 海住太郎, 平田雅之
    • 学会等名
      第6回ヒト脳イメージング研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of high-density ECoG array for BMI2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木隆文, 海住太郎, 平田雅之
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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