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2021 年度 実施状況報告書

広域分散電極配置型BMIを用いた運動・感覚情報の抽出フレームワークの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K17684
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

深山 理  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, 研究員 (30508205)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
キーワードブレイン・マシンインタフェース / 神経信号計測 / 脳深部刺激 / 歩行動作
研究実績の概要

本研究は、電極プローブを頭蓋下の広い範囲に分散配置し、感覚・運動に関わる神経活動を横断的に収集することによって、脳内に存在する任意の感覚・運動に関する情報の抽出を目指すものである。この目的のため、前所属先にて2019年12月までにラット脳を対象とする計測・刺激を実現するための要素技術を開発し、さらにこれらを統合してラットを併走ないし搭載して全方位移動型ロボットを動作させる実験を実施した。また、要素技術の開発から派生した「自発的だが統制された歩行動作を誘発」する動物実験の手法として発展が見込まれ、本研究計画の目的への寄与も期待できることから、引き続き試行を重ねるとともに詳細な検討を加えてきた。
現職に就いた2020年1月以降は新たな動物実験を行わず、前年度までに実施した実験結果の整理を行う予定であった。しかし、2020年度から2021年度上半期にかけて、新型コロナウイルス感染拡大防止のため出張機会が限られ、前任地に残された実験系の条件確認やデータ回収を行うことができず、これらの作業が先送りされた。一方、多点電極プローブによって得られた神経活動情報を解析するための手法として、ガウス過程を用いた脳情報のデコーディング手法の開発を行った。感覚情報入力を対象としたテスト課題による評価の後、運動情報や脳表面における電位分布への適用など一般化を試みている。2021年度下半期より実験データの回収と解析の再開について目処が立ち、同じく出張機会の制限により遅れていた共同発表者との調整を経て、最終的な成果のとりまとめを急いでいる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

新型コロナウイルス感染拡大に伴い、特に上半期までの出張機会が限られ、データ解析について共同発表予定者との調整を十分に行うことができなかった。下半期からは環境が改善し、論文発表に向けた議論・整理を進めてきたが年度内には発表・投稿に至らず、研究実施期間を再度延長した上で最終的な成果の取りまとめを急いでいる。

今後の研究の推進方策

脳深部への電気刺激による「自発的だが統制された歩行動作の誘発」手法について、成果とりまとめが進んできており、早期に論文化する。併せて、脳に対する微小電気刺激を介した情報入力、運動皮質活動、随意運動の記録セットを対象とた解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

令和3年度に完成予定であった論文執筆がずれこんだため、年度内に発生することを見込んでいた英文校正費用、投稿費用が発生しなかった。これについては完成次第、前記の通り当初方針に沿って使用する。また本研究推進のため予定していた打ち合わせおよび成果発表の多くが新型コロナ禍の影響で中止となったため、その費用についても浮いた形となった。今後、可能な範囲で当初計画していた出張を実施するが、特に国際会議については引き続き出張参加できない可能性があり、該当費用は代替となる論文化の経費として使用する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] A spatial Laplacian filter for surface neural electrodes derived from a Gaussian process2021

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukayama
    • 学会等名
      10th International IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering (NER)
    • 国際学会
  • [学会発表] 体性感覚神経情報のデコードに向けたラット坐骨神経および大脳皮質活動の解析2021

    • 著者名/発表者名
      白木晴子、深山理、海住太郎、鈴木隆文
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] 異なる電極配置に応じたラット感覚皮質マップの推定2021

    • 著者名/発表者名
      深山理、白木晴子、船瀬新王、藤原清悦
    • 学会等名
      2021年電気学会 電子・情報・システム部門大会

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公開日: 2022-12-28  

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