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J-GLOBAL ID：202102252519380053   整理番号：21A2384983

閉ループ探索法を用いた多重ニューロンの標的活性化のための刺激パラメータの最適化【JST・京大機械翻訳】

Optimization of Stimulation Parameters for Targeted Activation of Multiple Neurons Using Closed-Loop Search Methods

著者 (7件)： Kuykendal Michelle L. (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA) ,  Kuykendal Michelle L. (Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta, GA 30332, USA) ,  Kuykendal Michelle L. (Laboratory for Neuroengineering, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta, GA 30332, USA) ,  DeWeerth Stephen P. (School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA) ,  DeWeerth Stephen P. (Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta, GA 30332, USA) ,  DeWeerth Stephen P. (Laboratory for Neuroengineering, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta, GA 30332, USA) ,  Grover Martha A. (School of Chemical & Biomolecular Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA)
資料名： Processes (Web)  (Processes (Web))
巻： 5  号： 4  ページ： 81  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7264A  ISSN： 2227-9717  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ニューロン集団の特異的活性化は,感覚または皮質補綴のような臨床デバイスの有効性を改善する。刺激特異性を改善することは,生物学的に現実的なパーセプトを伝えるための標的ニューロン活性化を促進するであろう。ニューロン集団へのより複雑な刺激を送達するために,刺激最適化技術を開発し,単一電極がニューロンの亜集団を活性化することを可能にする。しかし,標的ニューロン活性を誘発するのに必要な刺激の決定は挑戦的である。特定の母集団に対する最も選択的な波形を見つけるため,最適化ベースの探索ルーチン,Powellの共役方向法を適用し,刺激波形空間を系統的に探索した。このルーチンは,刺激波形空間を通してニューロン活性化を測定するために1D S字状活性化モデルと2D強度-持続時間曲線を利用する。著者らは,潜在的刺激誘発個体群および関連する選択的刺激波形空間を特徴付けるために,実験的研究およびシミュレーション研究の両方で,著者らの探索ルーチンを実行した。5つのニューロンの集団に対して,7つの異なる亜集団が活性化できることを見出した。刺激波形空間と誘発ニューロン活性化曲線は,ニューロン培養と電極アレイの各新しい組み合わせによって変化し,独特の選択性空間をもたらした。ここで示した方法は,所望の活性化パターンを有する領域における選択性空間,集束実験を効率的に明らかにするために使用できる。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *最適化 ,  シミュレーション ,  集束 ,  *ニューロン ,  最適化手法 ,  共役 ,  電気刺激 ,  *多重化 ,  皮質 ,  二次元 ,  一次元 ,  母集団 ,  補綴
準シソーラス用語： 電極アレイ ,  ルーチン , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： 最適化 ,  閉ループ ,  フィードバック ,  細胞外電気刺激 ,  マイクロ電極アレイ(MEA) ,  分離培養 ,  Powell

分類 (1件)： 中枢神経系  (EJ12030F)

引用文献 (41件)：

• Foutz, T.J.; McIntyre, C.C. Evaluation of novel stimulus waveforms for deep brain stimulation. J. Neural Eng. 2010, 7, 066008.
• Freeman, D.; Rizzo, J.F., III; Fried, S.I. Electric Stimulation with Sinusoids and White Noise for Neural Prostheses. Front. Neurosci. 2010, 4, 28.
• Twyford, P.; Cai, C.; Fried, S.I. Differential responses to high-frequency electrical stimulation in ON and OFF retinal ganglion cells. J. Neural Eng. 2014, 11, 025001.
• Lee, S.W.; Eddington, D.K.; Fried, S.I. Responses to pulsatile subretinal electric stimulation: Effects of amplitude and duration. J. Neurophysiol. 2013, 109, 1954-1968.
• Loeb, G.E.; Byers, C.L.; Rebscher, S.J.; Casey, D.E.; Fong, M.M.; Schindler, R.A.; Merzenich, M.M. Design and fabrication of an experimental cochlear prosthesis. Med. Biol. Eng. Comput. 1983, 21, 241-254.

タイトルに関連する用語 (8件)： 探索法 ,  多重 ,  ニューロン ,  標的 ,  活性化 ,  刺激 ,  パラメータ ,  最適化