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脳の視覚野に移植する人工視覚の電極について教えてください。 現在も眼球がない...

ine********さん

2020/5/2904:37:31

脳の視覚野に移植する人工視覚の電極について教えてください。
現在も眼球がない人や視神経が機能しない人向けに、脳の視覚野に電極を埋め込んで物を見せようとする試みがなされています。

米国のアーガスⅡなどはその代表だと思います。
脳に埋め込む電極について教えてください。現在使われている電極が、数十個から数百個と少ない理由は何でですか。視神経は130万本と言われます。電極も130万個あれば理屈では普通に物が見れるはずです。そういった電極を製造することは出来ないのですか。
また、2030年くらいに光演算チップが実用化されるとの情報を得ました。光チップが実用化されたなら、人工視覚の電極製作に、どのようなメリットが考えられますか。
宜しく、ご回答を、お願いします。

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tam********さん

2020/5/2908:15:58

脳に埋め込む電極ってーのも光演算チップってーのも知らないけど。

数十個から数百個と少ない理由は、まだ発展途上だからだと思うよ。

MEMSで半導体チップ表面に電極を作って、その電極を直接コンタクトできれば、130万個とか200万個とか普通に可能になると思う。
そういう半導体チップの構造は・・・DMDデバイスにちょっと似てるかも。

nan********さん

2020/5/2907:45:03

まずは物理的に超小型な電極とその接続が出来ないからでしょうし、例え出来たとしてもたぶん訓練が必要ですし、その結果に対する確認も簡単には出来ないからでしょうね。

今の生物としての鮮明な視覚機能を回復するのでなく、まずは四角とか三角とかマルとかの簡単な画像の識別でに実験という事ではないでしょうか。 それ位でしたら多くの電極は必要ないですね。 極端なハナシ、例えば明暗だけの視覚なら2極で良い筈です。ゼロゼロなら暗い、イチイチなら明るいという認識ですね。 それだけだって最初は訓練(もはや条件反射の域でしょうが)が必要でしょうね。

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eb7********さん

2020/5/2907:37:48

視覚野などへの埋め込み数が数100個程度が上限なのは、センスアンプと引き出し線の都合でしょう。

針状電極や接触シート電極などを用いても、神経インパルスの電位変化は微小なために直近のアンプで直ちに増幅しないとノイズに紛れて体外に引き出しても意味を持ちません。増幅後の信号を引き出す電線も平衡型にしてシールドを施すとなると数本なら簡単でも数が増えると太くなって柔軟性が失われ扱い難くなるでしょう。

大脳の神経インパルスはさほど高周波ではないので、体外に引き出す信号は時分割により重層化するか、得られた生信号自体に前処理を施して情報をスリム化する方法論が採られそうですが、それを行うプリプロセッサICチップを電極の直近に埋め込む必要が生じます。

高侵襲性である電子装置の脳内埋め込みは、それが多数のワイヤーを伴う事から感染リスクが常にあり、高度な脳機能を生体実験する事のハードルの高さゆえに、開発は進み難いようです。仮に130万ほどの微小な電極を脳内に設けても、その信号を利用可能な形で体外に取り出す事は容易ではないでしょう。そもそも電極の1本1本が的確に神経インパルスを拾えるようにする事も困難です。


光演算は大昔からあと10年程で実用化などと言われ続けて来た次世代演算素子の技術です。光演算にメリットが出るのは量子コンピュータであり、量子演算が実用化段階に至れば、つまりそれは光演算となるのでしょうが、仮にその実用化が実現しても量子コンピュータとBMI技術の接点はそれほどないでしょう。ずっと先にAI技術とBMI技術が関係を持つまでは、人工視覚と光演算は別のものであると予想します。

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