皮質内微小電極を用いた大脳機能カラム直接刺激による人工視覚再建

使用皮质内微电极直接刺激脑功能柱进行人工视觉重建

• 批准号: 14657342
• 负责人: 加藤 天美
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657342/
• 关键词: 人工視覚; 視覚再生; 行動学的定量評価; 皮質内電極; 神経カラム; コルティカルインプラント; 行動学的定量的評価

全盲ラット動物モデルにおいて皮質内電気刺激による変化を行動学的に解析した。行動の定量化にはvideo motion analysisを用いた。円形のオープンフィールドに正常ラットを移し、種々の環境光下でその行動を定量的に解析した。その結果、光の強度に依存して,逡巡行動、探索行動、周回行動それぞれにおいて明るさが250luxで抑制されることが判明した。これらのラットの視神経を経前頭法で両側切断、全盲動物モデルを作成し、両側の一次視覚野と感覚運動野に定位的に皮質内電極を挿入した。電極先端は皮質カラムの第4層にあたるようにした。電極はラット頭蓋に装着したソケットより、種々の条件で電気刺激を加えることができるようにした。このような動物を行動学的に解析したところ、暗環境下の正常動物と同様の行動がみられた。ついで、電極あたり100-500μA、3-60Hzの条件を試みた。500μA、3Hzの感覚運動野刺激では、その行動抑制は認められなかった。しかし、同じ条件で、一次視覚野を刺激すると行動抑制が認められた。これは視覚が得られたのと同様の反応である。さらに、これが視覚特異的なものかどうかを検索するため、光刺激を条件刺激、電気ショックを無条件刺激とした白色ノイズに対するfear potentiationの有無を定量化することにより検討した。これは条件刺激が満たされたときに無条件刺激によって惹起されたfear potentiationが無条件刺激が無いときにも認められるという現象を利用しており、条件刺激に対する特異性に優れた実験行動学的手法である。この結果、皮質内電気刺激が視覚特異的行動変化を引き起こすことが証明された。今後、より複雑な人工視覚反応を形成できるよう電極や刺激方法を発展させたい。

In totally blind ラット animals, モデ にお にお て て intracortical electrical stimulation による changes を action analysis た た. Action quantification に に video motion analysisを uses に た. Has drifted back towards &yen; form の オ ー プ ン フ ィ ー ル ド に normal ラ ッ ト を move し, kind of 々 の under ambient light で そ の action を quantitative analytical し に た. そ の results, the intensity of light の に dependent し て, haunting action, exploration, weeks back そ れ ぞ れ に お い て Ming る さ が 250 lux で inhibit さ れ る こ と が.at し た. こ れ ら の ラ ッ ト の see god 経 を 経 ahead method で struck side cut off, the reckless thing モ デ ル を made し, struck side の a sense of visual 覚 wild と 覚 movement wild に positioning に cortex electrode を scions into し た. The fourth layer of the カラム nucleus at the apex of the electrode にあたるように た た. Electrode は ラ ッ ト epicranium に containing し た ソ ケ ッ ト よ り, kind of 々 の condition で electric 気 stimulate を え る こ と が で き る よ う に し た. Youdaoplaceholder2 ような ような animal を action science に たと たと ろ ろ, <s:1> normal animal と action similar to がみられた in the dark environment がみられた. Youdaoplaceholder6 で で, electrode あた 100-500μA, 3-60 hz <s:1> conditions を test みた. 500μA, 3Hz somatic 覚 motion field stimulation で, そ <s:1> motion inhibition recognition められな った った. <s:1>, under the same じ conditions で, one visual 覚 field を stimulation すると action inhibition が recognition められた. Youdaoplaceholder2 れ is regarded as 覚が in the same way as られた と と and is the opposite of 応である. さ ら に, こ れ が apparent 覚 specific な も の か ど う か を 検 cable す る た め, light stimulation を conditioned stimulus, electricity 気 シ ョ ッ ク を unconditioned stimulus と し た white ノ イ ズ に す seaborne る fear potentiation の presence of を quantitative す る こ と に よ り beg し 検 た. こ れ は conditioned stimulus が against た さ れ た と き に unconditioned stimulus に よ っ て provoked さ れ た fear potentiation が unconditioned stimulus が no い と き に も recognize め ら れ る と い う phenomenon を using し て お り, conditioned stimulus に す seaborne る specificity に optimal れ た be 験 action learning methods で あ る. The <s:1> <s:1> results, the intracortical electrical stimulation が visual 覚 specific action variation を leads to された す とが とが to prove された. In the future, よ り complex 雑 な artificial visual 覚 anti 応 を form で き る よ う や stimulation electrode method を 発 exhibition さ せ た い.

项目成果

Saitoh Y: "Primary motor cortex stimulation within the central sulcus for treating deafferentation pain."Acta Neurochir. 87(suppl). 149-152 (2003)

Saitoh Y：“中央沟内的初级运动皮层刺激可治疗传入神经阻滞疼痛。”Acta Neurochir。

Kato A: "Gamma-band desynchronization in language areas reflects syntactic process of words."Neurosci Lett. 339(2). 135-138 (2003)

加藤答：“语言区域的伽马带去同步化反映了单词的句法过程。”Neurosci Lett。

Kato A: "Stereotactic radiofrequency ablation for sessile hypothalamic hamartoma with an image fusion technique"Acta Neurochir (Wien). 145(8). 697-700 (2003)

Kato A：“采用图像融合技术对无蒂下丘脑错构瘤进行立体定向射频消融”Acta Neurochir（维也纳）。

Kato A: "Artificial vision for the blind by electrical stimulation of visual cortex"Restrative Neurol Neurosci. 19. 263-273 (2003)

加藤 A：“通过视觉皮层电刺激为盲人提供人工视觉”Restrative Neurol Neurosci。

Kato A: "Meningioma arising from the trigeminal nerve : a case report and literature review."J Neuro Oncol. (in press). (2004)

加藤 A：“源自三叉神经的脑膜瘤：病例报告和文献综述。”J Neuro Oncol。