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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2010-01-28 16:15 細胞外通電刺激に対する神経細胞興奮応答のメカニズム ～ 刺激パラメータに関する数値解析 ～ ○玉那覇勝樹・本村珠美・林田祐樹・村山伸樹（熊本大）  MBE2009-88 |
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| 抄録 | （和） | 現在，難治性の神経疾患に対して，外来性の電気刺激を用いた神経機能の代行／補綴の基礎研究や臨床試験が広く行われている．体内埋め込み式の電極を用いる侵襲的神経補綴においては，ターゲットとなる神経細胞群に対して，必要最低限の電流量を刺激として与えることが，安全性を保障する上で極めて重要である．しかし従来，臨床で用いられた矩形パルス状の電気刺激は，電流振幅が数十$\mu$A以上，パルス幅が数百μsec以上となっており，通常の生理的条件下で神経インパルス発火に要する電流量のおよそ100～1000倍と非常に大きく，電流量，波形形状，細胞と電極との位置関係などに関して熟考された刺激であるとは言い難く，将来，単一細胞レベルの刺激分解能を達成するには，より定量的な電気生理学的解析が必要である．そこで本研究では，そうした局所的電気刺激の最適化に関して，細胞外電流通電により神経細胞の興奮応答が惹起されるメカニズム，およびその刺激パラメータを変化させたときの応答惹起の変化を，三次元形態をもつ神経細胞のバイオフィジックスモデルを用いた計算機数値シミュレーションにより解析した． |
| （英） | For intractable neural diseases, clinical trials and basic researches on the compensations/prostheses of the neuronal functions by using exogenously delivered electric stimulation have been widely performed in recent years．In the case of invasive neural prostheses，it is critical to use the necessary, but minimum amount of the electrical current/charge to stimulate the target neurons, in order to guarantee their safety．However，in previous clinical studies, the rectangular pulse of stimulation had a few tens of $\mu$A in amplitude and a few hundreds of μsec in duration; these resulted in roughly 100-1000 times larger than the electrical charge required for the firing of a neuronal impulse under normal physiological condition. Thus, those stimulation seem not to be optimal about its electrical charge, waveform and the position of stimulation electrode．For the next generation of the neuronal prosthesis achieving a finer resolution at the single-cell level, it is required electrophysiological analyses in more quantitative manner. In this study，we performed computer simulations using biophysics neuron models with three-dimensional morphologies in order to quantitatively analyze the mechanism of the neuronal excitatory responses to extracellular current stimuli and the effects of stimulation parameters on the evoked responses． | |
| キーワード | （和） | 神経補綴 / 電気刺激 / 神経細胞 / バイオフィジックスモデル / 計算機シミュレーション / / / |
| （英） | neural prosthesis / electrical stimulation / neuron / biophysics model / computer simulation / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 109, no. 406, MBE2009-88, pp. 61-65, 2010年1月. | |
| 資料番号 | MBE2009-88 | |
| 発行日 | 2010-01-21 (MBE) | |
| ISSN | Print edition: ISSN 0913-5685 Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | MBE2009-88 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | MBE |
| 開催期間 | 2010-01-28 - 2010-01-29 |
| 開催地（和） | 熊本大学 |
| 開催地（英） | Kumamoto Univ. |
| テーマ（和） | ME一般 |
| テーマ（英） | ME in general |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | MBE |
| 会議コード | 2010-01-MBE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 細胞外通電刺激に対する神経細胞興奮応答のメカニズム |
| サブタイトル（和） | 刺激パラメータに関する数値解析 |
| タイトル（英） | Mechanisms of the neuronal excitatory responses to extracellular current stimuli |
| サブタイトル（英） | Numerical analyses on the stimulation parameters |
| キーワード(1)（和/英） | 神経補綴 / neural prosthesis |
| キーワード(2)（和/英） | 電気刺激 / electrical stimulation |
| キーワード(3)（和/英） | 神経細胞 / neuron |
| キーワード(4)（和/英） | バイオフィジックスモデル / biophysics model |
| キーワード(5)（和/英） | 計算機シミュレーション / computer simulation |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 玉那覇 勝樹 / Katuki Tamanaha / タマナハ カツキ |
| 第1著者 所属（和/英） | 熊本大学 (略称： 熊本大) Kumamoto University (略称： Kumamoto Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 本村 珠美 / Tamami Motomura / モトムラ タマミ |
| 第2著者 所属（和/英） | 熊本大学 (略称： 熊本大) Kumamoto University (略称： Kumamoto Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 林田 祐樹 / Yuki Hayashida / ハヤシダ ユウキ |
| 第3著者 所属（和/英） | 熊本大学 (略称： 熊本大) Kumamoto University (略称： Kumamoto Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 村山 伸樹 / Nobuki Murayama / ムラヤマ ノブキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 熊本大学 (略称： 熊本大) Kumamoto University (略称： Kumamoto Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2010-01-28 16:15:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | MBE |
| 資料番号 | MBE2009-88 |
| 巻番号（vol） | vol.109 |
| 号番号（no） | no.406 |
| ページ範囲 | pp.61-65 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2010-01-21 (MBE) |
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