• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

内耳蝸牛内電位駆動型の非常用電力体内給電システムの基盤技術開発とその評価

研究課題

研究課題/領域番号 15K12091
研究機関北海道大学

研究代表者

舘野 高  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (00314401)

研究分担者 村上 修一  地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主任研究員 (70359420)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード生体内電位 / 細胞インターフェース / 音響センサ / 微細加工技術
研究実績の概要

本研究課題では,数10 mVの生体内微小電位を利用して,体内埋め込み機器とその電源システムに電力を供給する非常用体内システムの基盤技術開発を目指した.また,本研究課題の応用技術として,生体の組織・細胞内電位を実時間で計測し,電圧源および信号源として他の機器に供給する基礎的な技術を開発しようと試みた.今年度は,研究期間の最終年度に当たり,各構成要素の完成度を高めて十分に機能させることを目指した.その実現のために,各構成要素について次の3つの課題を実施した.
微小電極配列基板を再度試作し,実際の生理学実験に応用するために,各電極の特性を一定レベルのバラツキの範囲内に抑える工夫を行った.また,電圧出力制御機器と接続するコネクタ,および,支持基板を製作し,一連の細胞インターフェースの完成を目指した.実際に,大脳皮質における異なる周波数の純音に対して応答する構造に基づき,複数の脳部位を刺激する実験を行った.その結果,細胞インターフェースによって神経活動を各部位で誘発することができた.
また,前年度に試作した音響センサの評価結果に基づき,再度,デバイス製作を行い,その後,そのデバイス特性の評価を行った.その結果,比較的に低い音圧レベルの入力音に対しても出力信号を得ることが可能な音響センサを試作できた.また,その微小信号を増幅する信号処理部の回路を約3 cm角の小型基板上に実装し,微小な信号増幅することが可能になった.
さらに,昨年度に設計した昇圧回路の構成に基づき,数10 mVの電位を3 V付近に昇圧する電子回路を基板上に実装した.次に,その実装した回路の特性評価を行い,設計時の特性が概ね得られた.また,内耳のモデル回路を試作し,実際に数10 mVの電位から3 V程度の電位を得ることが可能になった.最後に,上記の3つの構成要素を統合する実験を試みた.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Micro-coil-induced Inhomogeneous Electric Field Produces sound-driven-like Neural Responses in Microcircuits of the Mouse Auditory Cortex In Vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Osanai Hisayuki、Minusa Shunsuke、Tateno Takashi
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 371 ページ: 346~370

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.12.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flavoprotein fluorescence imaging-based electrode implantation for subfield-targeted chronic recording in the mouse auditory cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Jun、Ohtaka Yuto、Tachibana Yuishi、Yanagawa Yasutaka、Osanai Hisayuki、Haga Takeaki、Tateno Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Methods

      巻: 293 ページ: 77~85

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2017.08.028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micromagnetic stimulation of the mouse auditory cortex in vivo using an implantable solenoid system2018

    • 著者名/発表者名
      Minusa Shunsuke, Osanai Hisayuki, and Tateno Takashi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Biomedical Engineering

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1109/TBME.2017.2748136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Salicylate-Induced Suppression of Electrically Driven Activity in Brain Slices from the Auditory Cortex of Aging Mice2017

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Minoru、Sano Ayaka、Tateno Takashi
    • 雑誌名

      Frontiers in Aging Neuroscience

      巻: 9 ページ: 1 - 27

    • DOI

      10.3389/fnagi.2017.00395

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Salicylate-induced frequency-map reorganization in four subfields of the mouse auditory cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Yanagawa Yasutaka、Takasu Kengo、Osanai Hisayuki、Tateno Takashi
    • 雑誌名

      Hearing Research

      巻: 351 ページ: 98~115

    • DOI

      10.1016/j.heares.2017.06.003

    • 査読あり
  • [学会発表] 微小コイル磁気刺激法における大脳皮質誘発応答の空間局所性 ~ 電気生理学的評価 ~2018

    • 著者名/発表者名
      長内尚之,三幣俊輔,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
  • [学会発表] マウス聴覚野の領域と層構造に特化したインターフェースにおける多点刺激デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 壮太,村上修一,佐藤和郎,舘野高
    • 学会等名
      日本神経科学会(第40回日本神経科学大会)
  • [学会発表] 埋込型微小磁気刺激装置における神経活動誘発可能性の理論計算と実験による検討2017

    • 著者名/発表者名
      三幣 俊輔,舘野高
    • 学会等名
      日本神経科学会(第40回日本神経科学大会)
  • [学会発表] 聴覚皮質における時間周波数受容野の実時間推定法とそのFPGAへの実装2017

    • 著者名/発表者名
      小杉倭弘,西川淳,浅井哲也,舘野高
    • 学会等名
      電気学会 電子・情報・システム部門大会
  • [学会発表] MEMS中枢神経刺激用多電極インターフェースの作製とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      村上修一,佐藤和郎,高橋壮太,舘野高
    • 学会等名
      第34回「センサ・マクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [学会発表] 齧歯類動物向け聴覚中枢系補綴器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      村上修一,高橋壮太,岩城 遼,佐藤和郎,田中恒久,宇野真由美,舘野 高
    • 学会等名
      第8回集積化MEMS技術研究ワークショップ

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi