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2009.06.29 |
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通过脑电波实时控制电动轮椅
-开发Brain Machine Interface (BMI)的新脑信号处理技术-
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大脑中了有“想往左走”、“不，是右边”的印象，机械按照这些想象工作，对于开发这样的机械来说人与机械间的连接是非常重要的。这是一直用手、脚自由操作机械的人类的一项新尝试。至今汽车、高速火车、船舶、飞机、火箭等代替徒步的运输机械、可以触及手不能够到的地方的医疗器械、挖掘机、起重机等建筑业用机械等都是通过手、脚向机械下达指令的。但是在当今老龄化加剧社会中，帮助老人及残疾人装置当中的不依靠肌肉与身体活动以及声音指令，仅通过脑信号建立与各种器械相互关系的Brain Machine Interface (BMI)正受到广泛关注。
2007年RIKEN、丰田、丰田中央研究所、Konpon研究所共同建立的RIKEN脑科学研究中心-丰田联合中心的非侵入BMI联合研究部门通过信号处理技术，在125毫秒内分析脑电波，成功抽出前行、左右信号。轮椅通过运用左右手的想象来控制轮椅。开发出的该系统是运用从头皮及头发上接触电极的脑电图捕捉信号，不需进行外科手术。另外，系统分析出的脑电波分析结果能够在当场马上进行确认，人类意思与系统的调整可以实时进行。
即系统与交流的要领能够轻易有效的学会。此次在电动轮椅上搭载了该系统，检测出脑电波分析的可靠度，成功的控制了前行，向左、向右三个方向，可靠度达95%。这次研究室以想象手脚活动而积极做出的脑电波为对象，今后随着测量、分析技术的进一步发展，将有望应用反映运动以外的意图及状态的脑电波。
该研究成果是由BTCC非侵入BMI联合研究部门负责人Andrzej Cichocki与Kyuwan Choi等研究员共同研究获得的。 |
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2009.06.16 |
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发现对酒精性急性胰腺炎治疗有效的標靶
-2型、3型IP3R可使钙浓度过高，是胰腺炎发病的原因- |
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在酒精中毒患者中常见的摄取过量的酒精是急性胰腺炎的一个发病原因。目前我们了解到由于酒精毒性使得在构成胰脏的细胞内的消化酶异常活跃，其中一部分开始消化胰脏本身，继而引发急性胰腺炎。具体来说就是制造出以酒精与脂质为原料的脂肪酸乙酯（FAEE）化合物，FAEE使得胰脏细胞内的钙浓度过渡上升，使得胰蛋白酶等消化酶异常活跃。但是至今尚未弄清详细的分子机制，尚未开发出治疗胰腺炎的特效药。
RIKEN脑科学综合研究中心的发育神经生物研究组与英国利物浦大学合作研究，发现在酒精诱导性急性胰腺炎的发病初期中，三磷酸肌醇受体(IP3R)起重要作用。由于酒精刺激，随着FAEE量的增加，由细胞内的钙储存库通过2型及3型IP3R向细胞质释放钙。通过欠缺这些受体的小鼠进行试验研究，发现FAEE的毒性降低，2型及3型IP3R是引起急性胰腺炎病因即钙浓度上升及消化酶活跃的因素。
最近伴随着究竟中毒引发急性胰腺炎的病例不断增加。此次发现使人类有可能通过抑制2型及3型IP3R活动人为制止由酒精引起的有害钙浓度上升及消化酶活性，因为有望开发出治疗胰腺炎的特效药。
此研究成果是由RIKEN脑科学综合研究中心发育神经生物研究组御子柴克彦组长与利物浦大学的Julia Gerasimenko博士、Oleg Gerasimenko博士、Ole Petersen博士共同研究获得的。
研究成果刊登在美国科学杂志“Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”6月15日网络版上。 |
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2009.06.12 |
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发现控制抑制性递质的新分子机制
-突触上受体的侧向扩散决定GABA激动性突触传递效率- |
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在日常活动中，我们被美好事物的感动、学习新事物、积累经验回避危险，通过反复锻炼提高运动能力，人类的神经网络控制保障兴奋性神经传递与抑制性神经传递间的微妙平衡。例如，在新生儿视觉发育的基础过程中，即临界期开始需要抑制性突触中的一个“GABA激动性突触”有适当的位置及数量。另外，GABAA受体异常会引起癫痫、精神分裂症、焦虑症、亨廷顿氏症、药物依赖症等各种神经疾病。但是GABA激动性突触控制的分子结构至今尚不明确。迄今为止的研究通过在兴奋性突触上获得认识，认为细胞膜中存在的GABAA受体总数决定突触传递效率。
RIKEN脑科学综合研究中心发育神经生物研究组与日本科学技术振兴机构（JST）、法国巴黎高等师范学校INSERM等合作，探明在细胞膜上的GABAA受体总数不变的情况下，由侧向扩散的突触内的受体数增减，控制抑制性神经传递率。此发现颠覆了原来的认识，提出了控制突触传递率的新分子机理。此外，世界上首次在神经兴奋过剩的癫痫患者的脑内，发现GABAA受体侧向扩散增加的可能性。
今后随着进一步弄清此分子机理,有望开发出治疗以癫痫病为首的各种脑神经疾病的治疗方法。
该成果是由RIKEN脑科学综合研究中心发育神经生物研究组的御子柴克彦组长、坂内博子基础科学特别研究员、托马斯罗尼研究员、法国高等师范学校及INSERM U789的研究员共同研究获得的。
研究成果刊登在美国科学杂志“Neuron”6月11日刊上。 |
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2009.06.02 |
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找到传递美味气味的嗅神经线路
-斑马鱼喜欢氨基酸- |
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五种感官中的嗅觉能够辨别食物、诱发生殖活动等，对于动物生存来说是比不可少的。如果嗅觉发挥正常功能，需要对气味分子具有高灵敏度的传感器（感觉神经细胞的受体）进行捕捉，随后将相关信息通过嗅神经纤维传递到位于大脑入口的嗅球，最后传递到高级嗅觉中枢。同时，大脑需要针对经验、输入的感觉信息等进行加工，对气味进行识别辨别并加以记忆等，从而诱发出相应的情感。
1991年美国哥伦比亚大学的阿克塞尔博士与巴克博士发现嗅觉受体基因群后，嗅觉研究得到急速发展。但是由喜欢的气味引起的引诱反应，由讨厌气味的产生的回避反应等，这些由气味唤起的支配行动的神经线路至今尚不明确。
RIKEN脑科学综合研究中心神经突触分子结构研究组与日本国立遗传学研究所合作，在世界上首次确认斑马鱼由喜欢的气味引诱行动所必需的神经线路。研究组制作出的能够看到或阻断特定嗅神经线路的斑马鱼，通过研究判明由鼻子至嗅球外侧的神经线路对于由喜欢的气味引起的引诱行为来说是不可缺少的。此次弄清的“传递喜欢气味的神经线路”有望成为揭开气味引发情感变化机制的重要线索。
此研究成果是由RIKEN脑科学综合研究中心神经突触分子结构研究组吉原良浩组长与小处哲也研究员、国立遗传学研究所共同研究获得的。
研究成果刊登在美国科学杂志“Proceedings of the National Academy of Science”6月1日网络版上。 |
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