| 研究課題/領域番号 |
21H03515
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61040:ソフトコンピューティング関連
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| 研究機関 | 法政大学 |
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研究代表者 |
鳥飼 弘幸 法政大学, 理工学部, 教授 (20318603)
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| 研究分担者 |
松原 崇 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (70756197)
若宮 直紀 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (50283742)
関屋 大雄 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (20334203)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 神経補綴 / 無線通信 / 無線給電 / FPGA / 機能創発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、脳の一部を置き換え可能なレベルの高度な性能を持つ神経補綴装置の実現のための基礎技術を確立する。まず、初期万能状態から捕綴対象の細胞へと機能分化を果たす電子万能神経細胞モジュールを設計する。次に、同モジュールを用いて補綴対象のネットワーク構造を反映させた電子万能神経細胞ネットワークを構成し、補綴対象が持つ機能創生メカニズムを同ネットワークに発現させるためのあらたな設計論を構築する。そして、計算機を用いた仮想臨床実験によって同ネットワークの補綴性能を検証する。さらに、生体への埋め込みに適した完全無線化電子万能神経細胞ネットワークを実装し、模擬生体を用いた実験でその動作を検証する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、脳の一部を置き換え可能なレベルの高度な性能を持つ神経補綴装置を実現するための基礎技術を確立することを目的としている。具体的には、あたかもiPS細胞のように初期万能状態から捕綴対象部位の細胞へと機能分化を果たす電子万能神経細胞モジュールを開発することを目的とする。そして、同細胞モジュールを用いた電子万能神経細胞ネットワークを構成し、捕綴対象部位に応じた適切な創発性を発現「させるための」設計論を構築し、非侵襲性を高めるために通信と給電が完全無線化された同ネットワークの実装法の提案も目的とする。それらの目的に対して、2023年度は以下などの研究成果を得た。（１）ヒトの脳の神経細胞が持つ非線形力学の模倣に特化した確率的離散状態モデルの設計方法を構築し、同モデルをハードウェアとして効率よく実装する方法論を構築した。そのようにして実装される小型かつ低消費電力な電子回路が、万能状態の細胞に対応する「電子万能神経細胞モジュール」である。それらに加えて、同モジュールを様々な神経細胞へと分化させるためのパラメータ最適化手法を開発した。（２）電子万能神経細胞ネットワークを構成し、同ネットワークに補綴対象部位と同様の機能を発現させて高性能な神経補綴装置として機能させるための設計論を構築した。（３）生体内のゆらぎやノイズ、インピーダンスの動的変化などの悪条件の下でも安定して神経補綴装置として機能する完全無線化電子万能神経細胞ネットワークを実装する方法論を構築した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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