AI支援の脳と脊椎インプラントにより、麻痺した男性は再び足を制御できるようになりました

今月初めにネイチャー誌に発表された画期的な新研究で、神経科学者と他の研究者のチームは、麻痺した男性の脳と脊髄に埋め込まれた電気装置がどのようにして歩行や星登りに役立ったかを詳細に述べている。

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インプラントはワイヤレスで通信し、麻痺の治療のために開発されている 2 つの実験的技術を融合します。デバイスの 1 つは頭蓋骨に挿入され、脳の表面より上にあります。歩行に関係するパターンを解読し、脊髄に埋め込まれた 2 番目のデバイスに信号を送信します。次に、脊髄は電極によって正確な順序で刺激され、歩行に必要な脚の筋肉を活性化します。

研究の著者らによると、このデバイスは脳と脊髄の間に「デジタル ブリッジ」を提供し、脊髄の損傷部位を迂回する。脳脊髄インターフェースは、人工知能の思考デコーダーを使用して脳の意図を読み取る。これらの意図は脳内で電気信号として検出され、筋肉の動きと一致する。

この新しい研究の患者は、2011年に自転車事故で麻痺したオランダ出身の40歳の男性、ゲルト・ヤン・オスカム氏だ。オンワード・メディカルのCEO、デイブ・マーバー氏によると、オスカム氏は2017年に実験的な脊髄刺激装置を装着し、歩行能力を失ったという。このオランダに拠点を置くバイオテクノロジー企業は、この研究で使用された脊髄装置を製造している。

「私たちはゲルト・ヤンの思考を捉え、その思考を脊髄への刺激に変換して随意運動を回復させた」と、スイス連邦工科大学ローザンヌ校の脊髄専門医で研究の共著者であるグレゴワール・クルティーヌ氏はニューヨーク・タイムズ紙の記者会見で述べた。

このような脳コンピューターインターフェースにより、脊髄刺激だけを使用する場合よりも自然な動きが可能になります。オスカム氏は現在、歩行の途中で一時停止したり、歩幅を調整したり、階段のような不整地を移動したりすることもできます。

オンワード・メディカル社の装置は以前、歩行のための複雑な指令に関係するニューロンをマッピングすることで、9人の患者の歩行能力を回復させる研究に使用された。マーバー氏はワシントン・ポスト紙に対し、同社がこの研究で使用されたようなシステムを商品化できるようになるまでにはおそらく5年かかるだろうが、彼の野望はさらに広いと語った。「最終的に、麻痺のある人が医師の診察を受け、回復させたい機能を選択できるようになることが私たちのビジョンです」と同氏は語った。

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この研究で使用された脳インプラントは、クリナテック社とフランス政府支援の研究機関CEAによって開発された。

この研究の限界としては、脳の微妙な意図を区別することが難しいこと、歩行に使われる脳と脊髄のインターフェースが上半身の運動機能の回復には適さない可能性があることなどが挙げられます。また、この治療は侵襲性が高く、複数回の手術と長時間の理学療法が必要です。現在のところ、このシステムでは脊髄麻痺をすべて治すことはできません。

この研究は、近年の脊髄損傷治療の進歩の1つです。2016年には、科学者グループが麻痺したサルの歩行能力を回復させました。2018年には、科学者が電気パルス発生器を使用して脳を刺激する方法を考案し、部分的に麻痺した人々が再び歩いたり自転車に乗ったりできるようにしました。