| 講演名 | 2019-12-06 マイクロ磁気刺激におけるコイル誘導電場の数値解析と神経誘発応答に基づく評価 須貝 俊介(北大), 西川 淳(北大), 舘野 高(北大), |
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| 抄録(和) | 磁気刺激法は近年神経疾患の治療法として広く注目されている．一般に，微小電極を用いた電気刺激法に比較して，経頭蓋磁気刺激法の刺激印加部は大型であるために，刺激における正確な脳領域とその誘発機序について不明な点が多い．本研究では，刺入型マイクロコイルを製作し，脳を数10マイクロスケールで局所的に刺激し，その神経活動誘発の機序を明らかにすることを目指している．まず，そのコイル形状が神経活動の誘発応答に及ぼす影響を知るため，直径が異なる半円形状コイルにおける誘導電場を有限要素法で数値計算した．次に，数値計算結果から異なるコイル形状における，神経活動を誘発可能な最低閾値以上の神経組織の空間領域を比較し，誘発刺激に最適なコイル形状を検討した．最後に，in vivo動物実験において，自家蛍光タンパク質イメージング法を用いて誘発応答が生じる脳領域を計測し，その妥当性を評価した． |
| 抄録(英) | Magnetic stimulation has widely attracted attention as a treatment for neurological diseases. In general, the size reduction of magnetic stimulation devices is desirable because the size is relatively large, compared with electrode stimulation devices. In transcranial magnetic stimulation, the exact brain regions and their triggering mechanisms of neural activity are largely unknown because of the large size of the devices. This study aims to develop a new implantable microcoil device, which stimulates the brain locally on the order of several tens of microscales, as well as clarifying the mechanisms of neural activity induction. First, to know the effects of the coil shape on the evoked neural responses, the induced electric field in semicircular coils with different diameters was numerically calculated using the finite element method. Next, from the obtained numerical results, we compared the spatial regions of the neural tissue above the minimum threshold that can induce neural activity in different coil shapes and examined the optimal coil shape for the effective stimulation to the neural tissue. Finally, we measured the brain areas where evoked responses through autofluorescent flavoprotein imaging and evaluated the validity. |
| キーワード(和) | 微小磁気刺激法 / 有限要素法 / コイル形状 / 自家蛍光イメージング |
| キーワード(英) | Autofluorescence imaging / Brain stimulation / Coil design / Finite element method / Micro-magnetic stimulation |
| 資料番号 | MBE2019-51,NC2019-42 |
| 発行日 | 2019-11-29 (MBE, NC) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | NC / MBE |
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| 開催期間 | 2019/12/6(から1日開催) |
| 開催地（和） | 豊橋技術科学大学 |
| 開催地（英） | Toyohashi Tech |
| テーマ（和） | NC, ME, 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 庄野 逸(電通大) / 野村 泰伸(阪大) |
| 委員長氏名（英） | Hayaru Shouno(UEC) / Taishin Nomura(Osaka Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 鮫島 和行(玉川大) / 渡邊 高志(東北大) |
| 副委員長氏名（英） | Kazuyuki Samejima(Tamagawa Univ) / Takashi Watanabe(Tohoku Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 吉本 潤一郎(奈良先端大) / 安部川 直稔(NTT) / 伊良皆 啓治(九大) |
| 幹事氏名（英） | Junichiro Yoshimoto(NAIST) / Naotoshi Abekawa(NTT) / Keiji Iramina(Kyushu Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 篠崎 隆志(NICT) / 瀧山 健(東京農工大) / 鈴木 康之(阪大) / 辛島 彰洋(東北工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takashi Shinozaki(NICT) / Ken Takiyama(TUAT) / Yasuyuki Suzuki(Osaka Univ.) / Akihiro Karashima(Tohoku Inst. of Tech.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Neurocomputing / Technical Committee on ME and Bio Cybernetics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | マイクロ磁気刺激におけるコイル誘導電場の数値解析と神経誘発応答に基づく評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Numerical analysis of coil-induced electric field in micro magnetic stimulation and its evaluation on the basis of evoked neural responses |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 微小磁気刺激法 / Autofluorescence imaging |
| キーワード(2)（和/英） | 有限要素法 / Brain stimulation |
| キーワード(3)（和/英） | コイル形状 / Coil design |
| キーワード(4)（和/英） | 自家蛍光イメージング / Finite element method |
| キーワード(5)（和/英） | / Micro-magnetic stimulation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 須貝 俊介 / Shunsuke Sugai |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 北海道大学(略称：北大) Hokkaido University(略称：Hokkaido Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 西川 淳 / Jun Nishikawa |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 北海道大学(略称：北大) Hokkaido University(略称：Hokkaido Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 舘野 高 / Takashi Tateno |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 北海道大学(略称：北大) Hokkaido University(略称：Hokkaido Univ.) |
| 発表年月日 | 2019-12-06 |
| 資料番号 | MBE2019-51,NC2019-42 |
| 巻番号（vol） | vol.119 |
| 号番号（no） | MBE-327,NC-328 |
| ページ範囲 | pp.37-42(MBE), pp.37-42(NC), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2019-11-29 (MBE, NC) |