| 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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| 研究成果の概要 |
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。それに対して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、小型で低消費電力な電子万能神経細胞モジュール及びその自動分化法を開発した。（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）生体内のノイズ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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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々の身体は自己回復機能を有しているとはいえ脆弱であり、例えば、乳幼児期にインフルエンザに罹患して高熱を発すると内耳内の蝸牛の機能が失われてしまい、その結果、聴覚障碍になる場合がある。また、アルツハイマー型認知症などにより脳機能の一部が失われるリスクもある。このように、感覚器や神経系の機能が失われる可能性は誰しもが持っており、それら一部失われた機能を人工的に生成した電気信号で補完する技術が神経補綴である。本研究では、特に脳を対象にした高性能な神経補綴装置の開発に取り組むが、これが未来の医療にとって意義深いことは明らかである。
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