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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。

This study is based on the fundamental principles of "acoustic electromagnetic interaction, measurement and stimulation of organisms" proposed by the representative of the study.(Domestic Patent Application No. 2006-280558, Patent International Patent Application PCT/JP2008/056304) The main purpose of the invention is to develop, monitor and implement the development of a device. The application of this technology to the development of non-invasive BMI(Brain Machine Interface: Mechanical and Electrical) is discussed in detail below. This year and the previous year, the development of the equipment has been carried out in accordance with the principle of verification. The results are as follows: A) The biological ultrasonic wave irradiation device is related to the basic operation, B) The sensitivity of the biological electromagnetic field detection device with high frequency band is related to the high sensitivity, and the performance of the biological electromagnetic field detection device is insufficient. This is the key to circuit design and circuit development. The information processing software for the detection of the signal is implemented in parallel with the detection of the signal. The development of the device with high performance was successful. Get the knowledge, technical papers, and authorization. The identification of biological signals at the present time is not possible. Research Institute of Physiology, Okazaki University This study was completed on the basis of the knowledge that the device could be transported in a highly populated area and that the artificial electromagnetic environment could be implemented in a high-performance anechoic chamber.