Brain-controlled neuroprosthetic for restoration of upper-limb function

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23606
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0403:人間医工学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: MILOSEVIC MATIJA 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (50840188)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2022-03-31
• キーワード: brain-computer interface / neuroprosthetics / upper-limb / rehabilitation / neuroplasticity / neuromodulation

研究成果の概要

我々は、ヘブ型学習を用いた上肢運動回復の基礎的なメカニズムを明らかにするために、脳制御型機能的電気刺激（FES）システムを開発した。まず、脳制御型FESシステムの実験を行い、FESが皮質脊髄の興奮性変調を速やかに誘導することを示した。 次に、一次運動野（M1）を用いた脳制御型FESと運動前野を用いたFESを比較した。その結果、M1を用いた介入は皮質脊髄の調節を誘発する上で優れていることが示された。以上のことから、閾値法と機械学習法を用いて85%以上の精度を持つ脳内FESシステムを開発し、テストを行った。この結果は、脳制御FESが中枢神経系の興奮性を迅速に神経調節できることを示すものである。

自由記述の分野

neuroprosthetics

研究成果の学術的意義や社会的意義

Our research findings elucidated the underlying mechanisms implemented through brain-controlled FES. This can be used in neurorehabilitation practice to rapidly neuromodulate the central nervous system excitability, which could improve motor function after neurological injuries.