2005 Fiscal Year Annual Research Report
脳インターフェイス超並列集積マルチチップ人工視覚の開発
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17360162
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
八木 哲也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50183976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山内 実 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90286419)
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| Keywords | 人工視覚 / 電気刺激 / BMI / ガボールフィルタ / 視覚再建 / アナログ集積回路 / 視覚神経回路 |
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| Research Abstract |
本研究は、失明患者の視覚野を電気刺激することによって、視覚を再建するためのデバイスに関する基礎研究である。本年度は、以下の研究を行った。
1.脳刺激用デバイスハードウエアの開発
一次視覚野細胞が視神経と大きく異なるのは、その空間フィルター特性である。すなわち、視神経は、2次元ラプラシアン-ガウシアン型の空間フィルター特性を有しているが、脳一次視覚野は2次元ガボール関数型となる。ガボール関数型の空間フィルターは、従来の逐次デジタル計算では多量の計算が必要となり、超低消費電力(100nW以下)での実時間処理は不可能である。さらに2次元画像の処理には、このガボール型フィルターをいくつかの方位に対して用意する必要がある。アナログ人工網膜の出力をガボール型フィルターに並列に変換する集積回路(人工視覚野チップ)を設計・製作した。
2.電気刺激の効果を検討するための多点基板電極を用いた生理学実験
本研究で開発する視覚野刺激信号発生回路の神経刺激効率を向上させるために、刺激に用いられる電流が、どのように視覚野神経を興奮させるのかを解析しなければならない。マウス視覚野をスライスし、多点基板電極上に置き潅流しながら自発放電の有無を計測した上で、単一電極による刺激に対する応答特性を調べた。スライス視覚野の4層に対して電極を刺入して定電流刺激を加えた場合、2/3層へ信号が伝播することを確認した。また応答には、電気刺激に直接応答したものと、刺激に応答した細胞の興奮がシナプスを介して伝達されたものがあるので、シナプス伝達を薬理学的に選択的ブロックしながら、両者の経路を分離することができた。
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[Journal Article] Direct stimulation of optic nerve by electrodes implanted in optic disc of rabbit eyes.2005
Author(s)
Fang X, Sakakuchi H, Fujikado T, Osanai M, Kanda H, Ikuno Y, Kamei M, Ohji M, Gan D, Choi J, Yagi T, Tano Y.
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Journal Title
Graefes.Arch.Clin.Exp.Ophthalmol. 243
Pages: 49-56
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