プロジェクト紹介

BMIを用いた運動・コミュニケーション機能の代替

研究代表者 : 吉峰俊樹, 研究分担者:平田雅之, 研究分担者:柳澤 琢史,
研究分担者:西村幸男(自然科学研究機構),
研究分担者:鈴木隆文(NICT), 研究分担者:横井浩史(電気通信大)

 私たちは、脳の表面に電極シートをおいて正確な脳波を測ることにより(脳表脳波)、性能の高いブレイン・マシン・インターフェース(BMI)を実現し、身体障害者の方々の運動やコミュニケーションをサポートする研究を進めています。
 この方法は手術が必要ですが、長期間、安定して正確な脳波を測れるという長所があり、ワイヤレス体内埋込装置として利用できるようにすれば、性能の高いBMI をいつでもすぐに利用できるようになり、患者さんにとって便利で使いやすい装置になると期待されます。


大容量体内‐体外無線通信技術及び大規模脳情報解析技術の研究開発とBMIへの応用

大容量無線通信および大規模脳情報解析を用いた体内埋込型ブレインマシンインターフェース装置の開発と応用

代表研究責任者:平田雅之, 担当者:亀田成司, 研究分担者:鈴木克佳(日本光電), 研究分担者:鎌田隆嗣(SPChange)

 本研究では情報通信研究機構(NICT)との連携により蓄積してきた大容量小型省電力体内外無線通信に関する技術開発をさらに進めます。これにより第1世代128chワイヤレス体内埋込型皮質脳波BMIシステムの開発・非臨床試験を行い、臨床研究に利用し、課題終了1年以内の世界初のBMIシステム実用化を目指します。並行して10年以内の実用化を想定して、第2世代4000chレベルのワイヤレス体内埋込型皮質脳波BMIシステムを開発し、その安全性・有効性を動物実験で検証します。
これにより世界を大きくリードする皮質脳波BMIの実現に資します。

体内埋込型集積回路内臓フレキシブル超薄膜センサーシートを用いたマーモセットの脳信号計測システムの計測

代表研究者 : 関谷毅(大阪大 産研), 分担研究者:平田雅之, 担当者:吉田史章, 研究協力者:鈴木隆文(NICT), 研究協力者:藤井直敬(理研),
研究協力者:望月秀樹(大阪大 医 神経内科), 研究協力者:三原雅史(大阪大 医 神経内科)

 本研究では、「世界最薄膜、最軽量、最柔軟のTFT集積回路およびセンサ」、および「ゴムのように伸縮自在な柔軟高導電性材料とそれを用いた集積回路技術」を用いて、柔らかくて薄い完全埋込多チャンネル脳活動計測システムを開発します。さらに、世界最薄膜の発光素子(LED)技術、光センサ技術を搭載することで、極低侵襲のoptogenetics対応型脳機能計測システムの開発をします。この研究開発を通して、小型霊長類であるマーモセットの広範な脳活動計測を行い、脳機能ネットワークの解明に貢献することを本研究の目的とします。

MEGを用いたアンドロイド制御

プログラム・マネージャー:山川義徳(JST), 
統括技術責任者:石黒浩(大阪大 基礎工), 
研究開発責任者:平田雅之, 担当者:Belkacem Abdelkader Nasreddine

 時間・空間分解能ともに高い脳磁計(MEG)を用いて脳活動を精密計測し、これまで培ってきた脳信号解読技術を用いて、アンドロイドを思い通りに制御します。MEGは機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)に比較して時間分解能が高く、また近赤外線分光法(NIRS)や脳波(EEG)に比較して空間分解能が高く、時間・空間分解能がともに高いという優位性を持ちます。

私達は、MEGによる脳信号を解読する手法を開発し、自然な制御を実現可能とします。さらに体性感覚、視覚のフィードバックによる感覚、高次機能領野の脳情報を解読制御に活用する全脳デコーディングにより、思い通りのアンドロイド制御の達成を目指します。


ブレインマシン・インターフェースを用いた嚥下機能の再建

研究代表者:平田雅之, 研究協力者:高橋和貴(シカゴ大学)

 我々は頭蓋内脳波を用いたブレイン・マシン・インターフェース(BMI)による脳機能再建の研究開発に取り組んでおり、これまでに、重症の筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者において世界で初めて脳信号によるリアルタイムロボットアーム制御とパソコン上での文章作成に成功しました。しかし、重症身体障害者では運動障害だけでなく、嚥下障害も日常生活動作(ADL)を低下させる大きな要因になっています。そこで本研究では、我々がもつ頭蓋内脳波を用いたBMIの基盤技術を活かして、嚥下機能に関与する脳活動を解明し、嚥下運動の脳信号解読技術を確立し、さらに嚥下運動を制御・補助するBMIの基盤技術の開発を行います。嚥下障害に対するBMIは現在全く研究が行われておらず、本研究がまさに先駆的な役割を担うものであり、嚥下障害に対する画期的治療の基盤技術確立に貢献できると考えます。

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