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(MUX)を開発した。このモジュールを更に8個同時接続すれば4,096 chまで拡張可能である。皮質脳波計測LSIは12 bit-ADCを内蔵しており、1chあたりのサンプリングレートは1 kHzであるので、MUXにより多重化されたデータレートは最大4,096 ch時で51.2Mbpsとなる。開発したUWB送受信機は128Mbpsのデータレートを有しており、十分送信可能な性能である。開発したシステムの有効性を検証するため、人体を模擬した液体ファントムを用いて4,096ch無線通信模擬実験を行い、埋め込み時に想定される頭表から埋め込まれたアンテナの表面までの距離10~20 mmの範囲において、パケットエラーレートが0.1%未満という良好な結果を得た(図4(b))。更にシステムのコンパクト化を目指し、フレキシブルプリント基板を用いて作製した64 chの皮質脳波電極上に、皮質脳波計測LSIをフリップチップボンディング技術により直接実装することで、神経電極・LSI一体型基板を開発した(図4(c))。一体型基板はMUXとともにそれぞれの基板を重ねて利用することを想定し、パターンの異なる8種類の基板を作製することでコンパクトな512 ch計測モジュールが実現可能となり、機能的に問題がないことを確認した[8]。おわりに本稿では主に当プロジェクトが、大阪大学国際医工情報センターほかと連携して研究開発を行っている、運動出力型BMIシステムに関連して、特に①臨床応用を目指した完全埋込型皮質脳波計測システム、②多点高密度柔軟神経電極、③次世代大容量脳信号体内外無線通信技術について紹介した。我々はこのように、実用化を目指した研究開発を進めるとともに、更に画期的なシステムを実現するための要素基盤技術の研究も並行して進めている。生体の脳はBMIシステムに柔軟に適応していくことが知られつつあり、この過程で脳の内部でどのようなことが起きているのか、脳科学的な面での研究も同時に進めている。謝辞本稿で紹介した研究成果の一部は、大阪大学国際医工情報センター平田雅之寄附研究部門教授ほかとの連携研究、文部科学省及び日本医療研究開発機構の脳科学研究戦略推進プログラム(課題A,BMI技術)及び国立研究開発法人情報通信研究機構の委託研究によって得られたものである。ここに記して感謝の意を表する。【参考文献【1T. Yoshida, K. Sueishi, A. Iwata, K. Matsushita, M. Hirata, and T. Suzuki, “A High-Linearity Low-Noise Amplifier with Variable Bandwidth for Neural Recoding Systems,” Japanese Journal of Applied Physics, 50, 04DE07, (2011) 1.2M. Hirata, K. Matsushita, T. Suzuki, Y. Yoshida, F. Sato, S. Morris, T. Yanagisawa, T. Goto, M. Kawato, and T. Yoshimine, “A Fully-implantable Wireless System for Human Brain-Machine Interfaces using Brain Surface Electrode: W-HERBS,” IEICE Trans Communications, E94-B, 9, (2011) 2448.3H. Toda, T. Suzuki, H. Sawahata, K. Majima, Y. Kamitani, and I. Hasegawa, “Simultaneous recording of ECoG and intracortical neu-ronal activity using a flexible multichannel electrode-mesh in visual cortex,” NeuroImage, 54, (2011) 203.4Kaiju, T., Doi, K., Yokota, M., Watanabe, K., Inoue, M., Ando, H., et al. (2017) , “High Spatiotemporal Resolution ECoG Recording of Somatosensory Evoked Potentials with Flexible Micro-Electrode Arrays.” Front. Neural Circuits 11, 20. doi:10.3389/fncir.2017.00020.5Allison, T., McCarthy, G., Wood, C. C., Williamson, P. D., and Spencer, D. D. (1989) , “Human cortical potentials evoked by stimulation of the median nerve. I. Cytoarchitectonic areas generating Short-latency activ-ity,” J. Neurophysiol. 62, 711–722.6Nelson, R. J., Sur, M., Felleman, D. J., and Kaas, J. H. (1980) , “Representations of the body surface in postcentral parietal cortex of Macaca fascicularis,” J. Comp. Neurol. 192, 611–43. doi:10.1002/cne.901920402.7H. Ando, et al., “Wireless Multichannel Neural Recording With a 128-Mbps UWB Transmitter for an Implantable Brain-Machine Interfaces,” IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol.10, no.6, pp.1068–1078, 2016.8H. Ando, et al., “Multichannel Neural Recording with a 128 Mbps UWB Wireless Transmitter for Implantable Brain-Machine Interfaces,” 37th International Engineering in Medicine and Biology Conference, 2015.海住太郎 (かいじゅう たろう)脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室研究員博士(工学)神経工学、ブレインマシンインタフェース安藤博士 (あんどう ひろし)脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室主任研究員博士(工学)電子デバイス・集積回路、ブレインマシンインタフェース鈴木隆考 (すずき たかふみ)脳情報通信融合研究センター脳情報通信融合研究室室長博士(工学)神経工学、ブレインマシンインタフェース6374-1 ブレインマシンインタフェース基盤技術の研究開発

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