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2010 年度 実績報告書

皮質多領域における高次認知機能の解明とブレインマシンインターフェイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21700375
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

CHAO Zenas  独立行政法人理化学研究所, 適応知性研究チーム, 研究員 (30532113)

キーワードブレインマシンインターフェイス / 皮質電図 / デコード / 認知 / サル / 長期 / 意思決定 / 計画
研究概要

本プロジェクトの目的は、サルへの皮質電図(ECoG)を用いて意思決定や計画、これらの統合の際に発生する高レベル脳信号をデコードすることである。これまでに、我々はサルの脳に128チャンネルのECoGを移植することに成功した。被覆する領域はこれまで報告された中で最も大きく、視覚野、前頭前皮質、側頭葉と帯状皮質といった、全て意思決定の行程に関連した箇所である。また、ECoGをベースとした新しいシステムを構築し、ECoG信号は、高次意図的運動や視覚や聴覚的行程、社会的推論といった、高度認識機能において豊富な情報を保有している事を示した(論文発表予定)。
加えて、ECoGを基としたブレインマシンインターフェイス(BMI)において、重要な進歩を遂げた。high-order partial last squares (HOPLS)と呼ばれる新しいデコードのアルゴリズムを開発し、既存の手技よりも精度を向上させることができるようになった(論文提出済み)。また、より安全なECoGシステムのデコーディング精度を査定し、臨床的応用にも有益である事を証明した。今回のサルのトレーニングでは、複雑なタスクを行わせるまでに至らなかったが、運動制御や感覚認知、高レベル認知処理といった皮質に関連の研究に、より安定したプラットフォームを提供することが出来た。
これまでの実験における結果と考察を基に、第33回日本神経科学大会(神戸,2010年9月)とNeuroscience 2010(San Diego,2010年11月)の2つの学会で発表が行われた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Long-term asynchronous decoding of arm motion using electrocorticographic signals in monkeys2010

    • 著者名/発表者名
      Chao ZC, Nagasaka Y, Fujii N
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroengineering

      巻: 3 ページ: fneng.2010.00003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-order partial least squares (HOPLS), a generalized multi-linear regression method2010

    • 著者名/発表者名
      Zhao Q, Caiafa CF, Chao ZC, Nagasaka Y, Fujii N, Zhang L, Cichocki A
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence

      巻: (Under reviewed)

  • [学会発表] Unintentional motor synchronization in Japanese monkeys2010

    • 著者名/発表者名
      Nagasaka Y, Chao ZC, Hasegawa N, Notoya T, Fujii N
    • 学会等名
      第33回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-09-04
  • [学会発表] Decoding of continuous 3D hand trajectories with epidural electrocorticographic signals in the Japanese macque2010

    • 著者名/発表者名
      Shimoda K, Chao ZC, Nagasaka Y, Fujii N
    • 学会等名
      7th International Conference on Cognitive Science (ICCS)
    • 発表場所
      北京,中国
    • 年月日
      2010-08-20

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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