Closed-loop control of brain disorders / 脳活動操作による神経・精神疾患の制御
We are developing an on-demand intervention technology with non-invasive brain stimulation for neurological and psychiatric disorders.
てんかんやアルツハイマー病などの神経疾患、うつ病や依存症などの精神疾患は薬物抵抗性例が多く、その克服は社会的な課題です。我々は、これらの疾患を脳活動の障害であると捉え、時空間特異的な脳活動の操作でその症状を制御する、新しい手法の開発に挑んでいます。
Keywords: Closed-loop control, Real-time signal processing, Epilepsy, Depression, Neurological disorders, Psychiatric disorders
Non-invasive brain stimulation technology / 新しい非侵襲的脳刺激法の研究開発
We are developing novel non-invasive brain stimulation technologies for example transcranial focused ultrasound stimulation.
効率的な脳活動操作のためには、脳実質への刺激電極の刺入が効果的です。しかしながら深部電極の侵襲的な刺入には、脳出血や感染症のリスクが伴います。そのため動物実験において侵襲的な方法で新しい疾患制御法を見出しても、臨床研究に進むことは容易ではありません。そこで我々は、経頭蓋集束超音波照射や経頭蓋集束電気刺激など医工学的技術を応用することで、頭蓋の外から非侵襲的に脳活動を操作する方法を研究開発しています。
Keywords: Transcranial Ultrasound Stimulation, Transcranial Focused Ultrasound Stimulation, Transcranial Focused Electrical Stimulation
Closed-loop control of the autonomic nervous system / 自律神経系の操作による疾患制御法の研究開発
We are developing a novel technology to automatically or voluntarily manipulate functions of internal organs via the autonomic nervous system.
自律神経系の活動を自在操作する技術を応用し、心不全や不整脈などの循環器系疾患、てんかんやうつ病などの神経・精神疾患を制御する新しい手法の開発に取り組んでいます。
Keywords: Heart rate, Set point, Ultrasound, Multi-sensory feedback
Neural basis of pathological decision-making / 適切な行動選択の神経基盤
We are investigating neural circuit dynamics underlying impulsive and compulsive decision-making using rat model of psychiatric disorders.
人や動物の行動は動機によって裏付けられますが、内的な欲求に従って単純に行動すると社会的あるいは経済的な不都合を生じるかもしれません。そのため我々は行動の結果を過去の経験に基づいて予想し、未来に渡って自己や集団の利益を最大化するように行動します。このような状況に応じた行動選択を可能にする神経回路ダイナミクスを解明します。
Keywords: Prefrontal cortex, Motivation, Reward, Aversion, Limbic system, Oscillation, Cross-Spectral Factor Analysis, Schizophrenia, Addiction
Large-scale computer simulation of neural circuit dynamics / 神経回路ダイナミクスの大規模シミュレーション
We are investigating neural circuit dynamics with large-scale computer simulation.
例えば脳刺激や薬物投与が神経回路ダイナミクスに与える影響に興味がある場合、最も直接的な実験は、生きた組織や動物からなるべく多くの神経細胞の活動を記録し、刺激や薬物投与を行うことです。しかしながら生体から同時に記録できる神経回路の範囲や細胞数には、明らかに限界があります。そこでコンピューター中に数千～数万個の神経細胞からなる神経回路を構築し、脳刺激や薬物投与が神経回路ダイナミクスに与える影響をシミュレーションで検討しています。
Keywords: NEURON simulator, Python, Brain stimulation, Membrane potential, Synaptic transmission, Oscillation