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培養細胞と半導体素子を用いたハイブリット型人工網膜に関する研究

使用培养细胞和半导体器件的混合视网膜假体研究

基本信息

批准号：
10145105
负责人：
内川嘉樹
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10145105/
关键词：
人工網膜神経細胞培養マイクロマシン人工臓器視覚情報処理

项目摘要

本研究では、培養神経細胞と光電素子を中心としたMEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)を組み合わせ、光覚回復を目的とした人工眼「ハイブリッド型人工網膜」の研究開発を行なっている。外部装置から光通信で送られたデータに基づき、埋め込んだ培養神経細胞を電気的に刺激する。なお末梢神経を用いて神経細胞と中枢の間を架橋することにより、その軸索を中枢へ導き、信号を伝達させようと考えている。従って提案する人工眼では、電極から培養神経細胞へ、さらに培養神経細胞から視覚中枢への伝達の安定的な再構成が、本質的な課題である。本年度は、「神経インターフェースの生体適合性と擬似神経パルスの評価」と、「外部装置から神経インターフェースへのデータ転送」について研究を行なった。1. 神経インターフェースの生体適合性と擬似神経パルスの評価動物の脳への電気刺激により、視覚野で生じる視覚誘発電位を測定した。まずは単一パルスに対する応答を記録した。パルス幅を数百μ秒から数ミリ秒まで、パルスの大きさを数μアンペアから数百μアンペアまで変化させ、電気刺激を行なったところ、パルス幅の変化よりもパルスの大きさの変化に視覚野の応答が影響されることが判明した。2. 外部装置から神経インターフェースへのデータ転送提案する人工網膜では、体外で取得した画像データ(アナログ信号)をデジタル信号へ符号化した後、光通信方式で神経インターフェースへ伝送し、神経インターフェース内の回路で擬似神経パルスを生成する必要がある。そこで赤外線LED、フォトダイオード、A/Dコンバータ、D/Aコンバータを用いて電子回路を作製し、通信の実験を行なった。その結果、比較的単純な回路でも十分にデータ転送が行なえることが判明した。

In this study, the development of an artificial eye named "Micro-Electro-mechanical system (MEMS)" was carried out. The external device transmits light to the substrate, and the electrical stimulation to the cultured nerve cells. The central nervous system is used to bridge the gap between the central nervous system and the central nervous system. The aim of this paper is to reconstruct the nature of artificial eye by culturing neurons and electrodes, and to achieve stability in the visual center. This year, we will conduct research on "Evaluation of biological suitability and simulation of neuroscience" and "External device transmission of neuroscience". 1. The biological fitness of the brain and its analogue were evaluated by measuring the electrical stimulation and visual induction potential of the brain in animals. The answer is no. A few hundred μ s, a few μ s, a few μ s. 2. External devices are required to acquire image data (analog signal) from artificial retina and outside the body, and to generate analog signal in optical communication mode. Infrared LED, LED, A/D, D/A, etc. are used for electronic circuit control and communication. The result of the comparison is that the pure loop is very close to the line.