【研究分野】知能機械学・機械システム

【研究領域課題番号】26630089 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳 / 神経細胞 / リカレントネットワーク / 培養 / ロボット / 微小電極アレイ / 培養神経回路 / 光刺激 / フィードバック

【研究成果の概要】

ラットの胎児から神経細胞を取り出し，それをシャーレの上に神経細胞を播種し培養すると，混沌とした活動パターンを自発的に生成する神経回路に成長する．本研究では，神経回路の活動に基づいて適切なフィードバック刺激を与えると，混沌とした活動パターンから秩序を抽出できることを示した．このような混沌から抽出された秩序を利用してロボットを制御すると，迷路課題のような目的志向型課題も解決できた．この結果から，混沌から秩序を抽出するメカニズムが，生物的な知能の源泉であると考える．

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】23680050 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経細胞 / 脳 / ネットワーク / 培養 / 電極 / CMOS / 可塑性 / 神経回路 / 微小電極アレイ / カルシウムイメージング / 分散培養 / 活動電位

【研究成果の概要】

神経細胞の分散培養系を対象として，1.8 mm角の計測領域に，11,011個の電極を有するCMOSアレイにより，培養神経ネットワークの形状と活動の関係を調べた．軸索に沿って伝播する活動電位の速度は，細胞内で大きくばらついており，軸索が太い部分では速く，細い部分では遅かった．また，ネットワークが成熟した後でも，発火頻度の低い神経細胞は活発に移動していることがわかった．さらに，軸索刺激に対する神経活動パターンから，ネットワークの機能結合を可視化し，ネットワークの可塑性を定量化する手法を確立した．

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】27,430千円 (直接経費: 21,100千円、間接経費: 6,330千円)