ラット-マシン融合システムと多機能神経電極による生体運動中枢の適応機能の解明

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研究の目的本申請課題は,ラットの神経系と機械とを直接接続し,身体環境条件を任意に変化させることが可能な融合システムと,多機能神経電極を利用して,生体の脳,特に運動中枢の環境適応特性の解明を図るものである.融合させる機械としては,主に,ラットの運動野(及び大脳基底核,運動前野等)の神経情報によって制御される車両を利用することとした.さらに外部環境制御の一例として,レバー押しシステムをモデルとした系についても研究を行うこととした.これらのシステムにおいては,運動指令信号と効果器との関係を任意に設定できるようにする.これらのシステムに統合する形で,多機能神経電極を用いることにより,脳の環境適応特性の解明を行なうことを目的とした.研究実績前年度に引き続いて,下記の課題を遂行した.A) 神経信号による外部機器制御システム(1)(ラットカーシステム)の改良B) 計測系の準備(多機能電極)C) システム統合実験さらに下記の課題を行った.D) システム(2)の構築と実験歩行対応機器であるラットカー(車両)ではなく,レバー押しによる給餌(給水)制御系を利用し、動作に同期した電気刺激実験等を行い,運動中枢やその他の部位の適応特性を解析した.E) 多機能電極との統合実験多機能電極の統合脳機能研究のツールとしての有用性を実証するための実験を行った.様々な状況下で,生体神経系自体がいかに変化して制御対象と融合していくかどうかを実験し,解析を行った.F) 全体の総括動作同期電気刺激の有無の違いの寄与も含め,適応特性解明全体に関する総括を行なった.〔連携研究者〕東京大学・情報理工学系研究科・教授 満渕邦彦