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2020 年度 実施状況報告書

超多点化と生体適合性の制御による神経電極の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 20K20387
配分区分基金
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

鈴木 隆文  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室, 室長 (50302659)

研究分担者 田村 弘  大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (80304038)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード神経電極 / BMI / 生体適合性
研究実績の概要

生体の神経系と直接の情報入出力を行うブレインマシンインタフェース(BMI)技術が近年注目を集めているが、BMIを真に実現するためには、神経系と外部機器との間で、超多点で、長期間・安定・安全に情報入出力可能なデバイスが必要不可欠である。このために本研究では、「生体と超多点神経電極との間の界面及び相互作用」を「時空間的」に制御することを提案する。具体的には下記の性能を備える超多点神経電極の開発を実施する。
(1)マクロには柔軟・微細化により組織親和性を向上し、ミクロには表面特性を場所及び時間特異的に制御することにより、炎症反応や接着特性、接触特性を制御する神経電極。(2)組織刺入時には固く、刺入後には柔軟に変化しつつ、一定の期間は周囲組織との炎症反応を抑える神経電極。(3)周囲の状況に応じて配線部等の特性が変化する神経電極。
今年度は昨年度に引き続き、下記の課題について神経電極の設計と試作及び一部は生体での評価を行った。生体での評価については、大阪大学生命機能研究科の倫理委員会の承認の下、分担研究者の田村が実施した。(1)炎症反応等を制御する超多点デバイスの開発に向けて、様々な形状と表面特性を有する多点電極を試作し、それらをベースとして生体適合材料の場所特異的なパターニング等を行い、評価を行った。(2)組織刺入時には固く、刺入後には柔軟に変化しつつ、埋込後一定の期間は周囲組織との炎症反応を抑えるように薬液を徐放する超多点神経電極の設計を行った。また、柔軟電極のタングステン製のガイド針による刺入についても評価実験を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染拡大防止処置の関係で、デバイス作成および評価実験の遂行に遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

デバイス作成および評価実験の遂行に遅れが生じたため、研究期間の1年間の延長の申請をし承認された。当初目標の達成に向けて基本的に当初計画通りに推進していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染拡大防止処置の関係で、デバイス作成とその評価実験の遂行に遅れが生じたため次年度使用額が生じた。研究期間の1年間の延長を申請し承認されたため、当初目標の達成を目指して研究を継続する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] High-density mapping of primate digit representations with a 1152-channel μECoG array2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kaiju, M. Inoue, M. Hirata, T. Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of Neural Engineering

      巻: 18 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1088/1741-2552/abe245

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ラットバレル野における高密度多点皮質脳波電極の評価2021

    • 著者名/発表者名
      田川翔大朗, 海住太郎, 鈴木隆文
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 141(5) ページ: 640-645

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.640

    • 査読あり

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公開日: 2021-12-27  

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