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人工シナプス用多チャンネル膜電位固定LSIの実現

研究課題

研究課題/領域番号 26420318
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

中野 誠彦  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40286638)

連携研究者 樫村 吉晃  日本電信電話株式会社, NTT物性科学基礎研究所・機能物質科学研究部, 主任研究員 (90393751)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード電子デバイス・機器 / 集積回路設計 / ブレインマシンインターフェース / パッチクランプ法 / 膜電位固定法 / 電流電圧変換回路 / LSI設計 / ブレインマシンインタフェース / パッチクランプ / 電流電圧変換器
研究成果の概要

本研究では神経細胞と直接やりとりを行う人工シナプス実現に向けてLSI設計を行った。膜電位固定法と呼ばれる手法を再現しており、細胞のイオンチャネルを通過する電流を取得するものである。高倍率の電流電圧変換器を設計し高抵抗を標準CMOSプロセスを用いてチップ上に作成し信号取得に必要な周波数帯域を確保しながら低雑音かつ高増幅率を実現した。さらにシステムを多チャネル化し5mm角チップに16チャネルシステムを実装した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Compensation Technique for Current-to-Voltage Converters for LSI Patch Clamp System Using High Resistive Feedback2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki YOTSUD, Retdian NICODIMUS, Masahiro KUBO, Taro KOSAKA, Nobuhiko Nakano
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E99.A 号: 2 ページ: 531-539

    • DOI

      10.1587/transfun.E99.A.531

    • NAID

      130005121515

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Variable Frequency Characteristics Multi-Channel On-Chip Patch-Clamp System Using 0.18 μ m CMOS Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kubo, Taro Kosaka, Takanori Miyawaki, Kota Ito, Nobuhiko Nakano
    • 学会等名
      The 2016 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems
    • 発表場所
      Phuket(Thailand)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小信号増幅器評価向け低雑音電源装置の試作と評価2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤 孝太, 高坂 太郎, 田中 稜也, 出口 卓己, 中野 誠彦
    • 学会等名
      第44回アナログRF研究会
    • 発表場所
      リゾートホテル蓼科(長野県・茅野市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 生体信号取得用ハム雑音除去ノッチフィルタ2016

    • 著者名/発表者名
      宮脇貴統、四ツ田大樹、高坂太郎, 中野誠彦
    • 学会等名
      第43回アナログRF研究会
    • 発表場所
      国民宿舎みやじま 杜の宿(広島県・廿日市市)
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] LSIパッチクランプシステムの周波数特性評価用微小電流パルス回路2016

    • 著者名/発表者名
      高坂 太郎, 久保 勝弘, 宮脇 貴統, 伊藤 孝太, 中野 誠彦
    • 学会等名
      第14回 再生可能集積システム研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Crosstalk evaluation of multi-channel on-chip patch-clamp system2016

    • 著者名/発表者名
      Takanori Miyawaki, Taro Kosaka, Masahiro Kubo, Nobuhiko Nakano
    • 学会等名
      KAIST-Keio-Tshinghua Workshop
    • 発表場所
      慶應義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 微小信号増幅器評価における電源雑音に関する考察2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤孝太, 四ツ田大樹, 久保勝弘, 高坂太郎, 宮脇貴統, 中野誠彦
    • 学会等名
      第42回アナログRF研究会
    • 発表場所
      中央大学 後楽園校舎(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A Design of Transimpedance Amplifier Using OTA as a Feedback Resistor for Patch-Clamp Measurement System2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kubo, Hiroki Yotsuda, Taro Kosaka, Nobuhiko Nakano
    • 学会等名
      The 2015 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems
    • 発表場所
      bali (Indonesia)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A design of multi channel neural recording low-noise low-power amplifier2015

    • 著者名/発表者名
      NAKANO NOBUHIKO
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Integrated Circuits, Design, and Verification
    • 発表場所
      Ho Chi Minh (Vietnam)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] オンチップパッチクランプシステム用寄生容量補償回路2015

    • 著者名/発表者名
      高坂太郎、四ツ田大樹、久保勝弘、中野 誠彦
    • 学会等名
      LSIとシステムワークショップ2015
    • 発表場所
      九州国際会議場 (福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A Design of I-V Converter for Measurement of Ion Current in Analyzing Lipid Bilayer Membrane2014

    • 著者名/発表者名
      四ツ田大樹、川島拓也、中野誠彦
    • 学会等名
      The Joint Conference 4S-2014/AVIC2014,
    • 発表場所
      ホーチミン(ベトナム)
    • 年月日
      2014-10-22 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ブレインマシーンインターフェース実現に向けた生体信号取得LSI設計2014

    • 著者名/発表者名
      中野誠彦
    • 学会等名
      第27回 回路とシステムワークショップ
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • 年月日
      2014-08-04 – 2014-08-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小電流測定用オンチップI-Vコンバータ2014

    • 著者名/発表者名
      川島拓也、四ツ田大樹、中野誠彦
    • 学会等名
      第36回アナログRF研究会
    • 発表場所
      屋久島環境文化村センター(鹿児島県・熊毛郡屋久島町)
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部中野研究室研究テーマ

    • URL

      http://www.nak.elec.keio.ac.jp/research/research.html#theme

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] 慶應義塾大学理工学部中野研究室 研究テーマ

    • URL

      http://www.nak.elec.keio.ac.jp/research/theme.html#BMI

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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