Research

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Closed-loop control of brain disorders / 神経・精神疾患の閉ループ制御法開発

We are developing an on-demand intervention technology with non-invasive brain stimulation for neurological and psychiatric disorders. 
てんかんやうつ病など脳疾患の症状を時間特異的な脳刺激で制御する技術を研究開発しています。

Closed-loop control of epilepsy

Keywords: Closed-loop control, Real-time signal processing, Epilepsy, Depression, Neurological disorders, Psychiatric disorders

Publications

  • Takeuchi et al., Front Behav Neurosci 2022. PDF
  • Li and Takeuchi et al., bioRxiv 2022. PDF
  • Takeuchi et al., Front Neural Circuits 2021. PDF
  • 竹内, Clin Neurosci 2021. PDF
  • Takeuchi et al., Brain 2021. PDF
  • Takeuchi and Berényi, Neurosci Res 2020. PDF

Non-invasive brain stimulation technology / 新規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.
経頭蓋集束超音波刺激法や経頭蓋集束電気刺激法など新規非侵襲的脳刺激法を研究開発しています。

Transcranial Ultrasound Stimulation (TUS)

Keywords: Transcranial Ultrasound Stimulation, Transcranial Focused Ultrasound Stimulation, Transcranial Focused Electrical Stimulation

Publications

  • 竹内、関、Clin Neurosci 2022. PDF
  • Vöröslakos, Takeuchi et al., Nat Commun 2018. PDF

Closed-loop control of the autonomic nervous system / 自律神経系の閉ループ制御

We are developing a novel technology to automatically or voluntarily manipulate functions of internal organs via the autonomic nervous system.
自律神経系の非侵襲的操作を介して内臓機能を自動的または自発的に操作する技術を研究開発しています。

Closed-loop control of cardiac functions

Keywords: Heart rate, Set point, Ultrasound, Multi-sensory feedback

Publications

  • 竹内、関、Clin Neurosci 2022. PDF

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.
ヒトを含む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・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。ただし我々は常に適切な判断を下せるわけでは無く、その意思決定にはばらつきがあります。特に統合失調症や依存症などの精神疾患時には、通常起こらない行動表現型が生じます。我々はそのような異常行動、不適切な意思決定を生み出す神経回路動態に興味を持っています。現在モデル動物を用いて独自に開発したオペラント課題、大規模電気生理学記録、機械学習など情報学的手法の融合により、不適切な意思決定を説明する神経回路動態の抽出に成功しつつあります。今後、光遺伝学や非侵襲的脳刺激法による当該神経回路動態への介入により、行動表現型との因果関係を検証します。

Modeling of brain dynamics of decision-making. (A) Inverse network modeling using a machine learning. (B) Test of causal relationship between extracted brain dynamics and behavioral phenotypes.

Keywords: Prefrontal cortex, Motivation, Reward, Aversion, Limbic system, Oscillation, Cross-Spectral Factor Analysis, Schizophrenia, Addiction

Publications

  • Takeuchi et al., Front Neural Circuits 2021. PDF
  • 竹内Medical Science Digest 2020. PDF
  • Takeuchi and Berényi, Neurosci Res 2020. PDF