次世代人工感覚器の為のマイクロデバイス・システムインテグレーションの基盤形成

为下一代人工传感设备的微设备系统集成奠定基础

• 批准号: 21300114
• 负责人: 舘野 高
• 金额: $ 11.73万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21300114/
• 关键词: 感覚器; マイクロデバイス; 神経細胞; 微小信号増幅; 人工聴覚; 細胞培養; 細胞インターフェース

本研究では,マイクロ・デバイス作製技術を利用して,従来法とは全く異なる発想の超小型の次世代型人工聴覚器(機械的振動-神経パルス変換器)を開発するための基礎的な集積化技術を構築する.本研究が提案する手法は,従来型の人工感覚器が持つ欠点(体外シグナルプロセッサ部の存在や電池交換の煩雑さ)を将来的に完全に解消し得る可能性をもつ.そして,再生医療や細胞組織工学に機械-神経細胞間のインターフェース技術を提供し,海外(米・豪州)の製品が90%以上を占める人工感覚器市場に日本の独自製品を供給する基盤形成を最終的に目指す.特に,本研究課題が目指す方向は,マイクロ・デバイスと神経細胞の接合部となる小型インターフェースを開発すうと共に,その間の信号を増幅・変換する電子・電気素子を一体型として組み込むことによって,デバイス自体がより高度な情報処理機能を有するマイクロ・デバイスを作製し,ヒトの感覚器特性の模擬を実現することである.本年度は,主に,音響信号部の出力を増幅する電子回路を作成し,それを2cm幅のモジュールとして小型化した.また,そのモジュールを24個並列に配置した多チャンネル増幅装置を製作した.この結果,数マイクロボルト程度の音響信号部の出力を数ボルト程度の電圧に増幅することが多チャンネルで可能となった.また,音響センサ上の電極パターンを効率的に製作するために,圧電膜に銀ペーストを印刷する技術を応用して,表面に電導性の配線パターンを容易に製作できるように工夫した.この結果,従来の作業工程が大幅に効率化されて,60-100個の電極パターンを容易に圧電膜上に製作できるようになった

, this study で は, マ イ ク ロ デ バ イ ス cropping technology を use し て, 従 to method と は く all different な る 発 think の subminiature の nextgen type artificial 聴 覚 apparatus (mechanical vibration - god 経 パ ル ス - changer) を open 発 す る た め の based な set product technology を construction of す る. , this study proposed が す る gimmick は 従 type to の artificial device が 覚 hold つ owe point (in vitro シ グ ナ ル プ ロ セ ッ サ department there is や battery exchange の の vexed 雑 さ) を に に solution completely disappear in the future し risk る を も つ. そ し て, regenerative medical や に tissue engineering machinery - god 経 intercellular の イ ン タ ー フ ェ ー ス technical を し, overseas (m Howe state) の products accounted for more than 90% が を め る artificial device market に Japan の 覚 alone products supply を す る base plate form を eventually に refers す. に, this research topic が refers は す direction, マ イ ク ロ · デ バ イ ス と god 経 cells の joints と な る small イ ン タ ー フ ェ ー ス を open 発 す う と に, そ の の signals between を raised image, variations in す る electronic, electricity 気 element child を a shape と し て group み 込 む こ と に よ っ て, デ バ イ ス autologous が よ り highly な intelligence 処 principle function を have す る マ イ ク Youdaoplaceholder0 · デバ スを スを is used to create ロ,ヒト <s:1> sensory 覚 characteristics <s:1> simulation を actual occurrence する を とである とである とである. は this year, the main に, sound signal output を の rights of す る を し consummate, electronic circuit そ れ を 2 cm picture の モ ジ ュ ー ル と し て miniaturization し た. ま た, そ の モ ジ ュ ー ル を 24 parallel に configuration し た more チ ャ ン ネ ル を rights of device making し た. こ の as a result, the number of マ イ ク ロ ボ ル ト degree の sound signal of の output を number ボ ル ト degree の electric 圧 に rights of す る こ と が more チ ャ ン ネ ル で may と な っ た. ま た, acoustics セ ン の electrodes on サ パ タ ー ン を sharper rate に production す る た め に, 圧 electric membrane に silver ペ ー ス ト を printing す る technology を 応 with し て, surface に conductivity の wiring パ タ ー ン を に easily make で き る よ う に time し た. こ の results, 従 to の が big homework project Amplitutrization of に efficiency されて,60 to 100 <s:1> electrodes パタ <s:1> <s:1> を を are easy to に fabricate で るようになった るようになった るようになった on に piezoelectric membranes

项目成果

Analysis of an inhibitory and hyperpolarization-activated current (Ih) controlled switch between firing modes in dopaminergic neurons and inhibitory interneurons of rat substantia nigra and their computational modeling

大鼠黑质多巴胺能神经元和抑制​​性中间神经元的抑制和超极化激活电流（Ih）控制的放电模式切换分析及其计算模型

• 发表时间: 2009
• 作者: 二宮勝幸;柏木宣久;岡敬一;永山恵;星詳子;T.Tateno
• 通讯作者: T.Tateno

中脳ドーパミン細胞における形態発達の特徴と受動的膜モデルの一構成法

中脑多巴胺细胞形态发育特征及被动膜模型构建方法

• 发表时间: 2011
• 期刊: 電気学会誌C, IEE Japan Transactions on Electronics, Information and Systems
• 作者: Kawano;S.;Konishi;S.;舘野高
• 通讯作者: 舘野高

Hybrid-system modeling in electrophysiology-Application of a dynamic-clamp technique-

电生理学中的混合系统建模-动态钳技术的应用-

• 发表时间: 2010
• 作者: I. Kida;Y. Iguchi;Y. Hoshi;竹内光悦;T.Tateno
• 通讯作者: T.Tateno

Synchronization of Firing in Cortical Fast-Spiking Interneurons at Gamma Frequencies: A Phase-Resetting Analysis

• DOI: 10.1371/journal.pcbi.1000951
• 发表时间: 2010-09-01
• 期刊: PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY
• 影响因子: 4.3
• 作者: Gouwens, Nathan W.;Zeberg, Hugo;Robinson, Hugh P. C.
• 通讯作者: Robinson, Hugh P. C.

Analysis of ethanol effects on hyperpolarization-activated cation current in rat dopamine neurons and its influence to midbrain local circuits

乙醇对大鼠多巴胺神经元超极化激活阳离子电流的影响及其对中脑局部回路的影响分析

• 发表时间: 2010
• 作者: S. Hotta;S. Oba;S. Ishii;渡辺美智子;Hoshi Y;山口真美・金沢創;T.Tateno
• 通讯作者: T.Tateno