音響電磁相互作用による脳の電気活動の実時間3次元イメージングと非侵襲的BMI

利用声电磁相互作用和非侵入性 BMI 对脑电活动进行实时 3D 成像

基本信息

批准号：
21650082
负责人：
永谷幸則
金额：
$ 1.98万
依托单位：
National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21650082/
关键词：
神経科学生物物理脳・神経生物・生体工学

项目摘要

本研究は、研究代表者の発明である「音響電磁相互作用に基づく生体の計測と刺激」の基本原理(国内特許出願2006-280558、特許国際出願PCT/JP2008/056304)とその発展を、プロトタイプ実験装置の開発と検証実験の実施により検証することを主要な目的とし、その応用として「脳などの生体の電気活動のサブミリメートル分解能での非侵襲的なミリ秒リアルタイム3次元のイメージング」と非侵襲的なBMI(Brain Machine Interface:脳と機械のインターフェイス)を可能とする技術や装置の開発を最終的な目的とするものである。本年度、前年度までに開発した実験装置を用いた原理検証実験を実施した。その結果、A)生体への超音波パルスの照射装置に関しては基本的な動作には問題は無いが、B)高い周波数帯に対応した高感度の生体電磁場検出装置の感度は十分であるものの対ノイズ性能が不足しており、生体信号がノイズに埋もれ十分に検知できない問題が判明した。このため、これを解決する為の回路設計・回路開発を重点的に行った。また、ノイズに埋もれた信号を検出する為の情報処理ソフトウエアの開発も併行して実施した。これらの開発により対ノイズ性能の高い検出装置の開発に成功した。得られた知見・技術の論文・特許化を予定している。しかしながら、現時点においても生体信号の確認には至っていない。この原因を追究したところ、実験場所とした生理学研究所・岡崎統合バイオサイエンスセンター内に存在する多数の大型電機機器類が生じる電磁ノイズが本質的な障害となっているものと判明した。このため、本研究を最終的に完成させるには、装置を可搬化するなどし、人口過疎地域や地下などの人工電磁ノイズの少ない環境、あるいは高性能な電波暗室内で実験を実施する必要があるとの知見を得た。

本研究以课题负责人的发明“基于声电磁相互作用的生物测量与刺激”的基本原理为基础（国内专利申请2006-280558，国际专利申请PCT/JP2008/056304）及其发展作为实验设备。主要目的是开发一个系统并通过验证实验进行验证，其应用是“对大脑等生物体中的电活动进行亚毫米分辨率的非侵入性毫秒实时三维成像”。 ' BMI（脑最终目标是开发实现机器接口（脑机接口）的技术和设备。今年，我们利用去年开发的实验设备进行了原理验证实验。结果，A)超声波脉冲照射装置对生物体的基本操作没有问题，但B)虽然支持高频段的高灵敏度生物电磁场检测装置的灵敏度足够，但发现噪声性能不足，生物信号被淹没在噪声中，无法充分检测到。因此，我们重点从电路设计和电路开发来解决这个问题。同时，我们还开发了信息处理软件来检测隐藏在噪声中的信号。通过这些开发，我们成功开发了具有高抗噪性的检测装置。我们计划公布以论文和专利形式获得的知识和技术。然而，生物信号目前尚未得到证实。调查其原因后发现，主要障碍是进行实验的生理科学研究所和冈崎综合生物科学中心内的大量大型电气设备产生的电磁噪声。因此，为了最终完成这项研究，有必要使设备便于携带，并在人工电磁噪声很少的环境中进行实验，例如在人口稀少的地区或地下，或者在高性能电波暗室中。是。