麻痺患者が心を使って仮想クワッドコプターを操縦

現在、複数の脳コンピューターインターフェース（BCI）プロジェクトが進行中だが、BrainGateは神経変性疾患や脊髄損傷を患うユーザーの運動機能回復を目的とした最初のプロジェクトの1つだ。研究者らはデバイスの臨床試験段階に何年も取り組んできたが、最新の画期的成果は身体的な成果に焦点を当てたものではない。代わりに、最新の成果は、障害を持つ人々が複雑なコンピューターソフトウェアをより簡単に利用し、愛する人々とコミュニケーションを取り、遠隔で仕事をし、さらには音楽を作曲する道を開く可能性がある。

ブレインゲートのエンジニアが1月20日にネイチャー・メディシン誌に発表した研究によると、四肢麻痺のボランティアが、外科的に埋め込まれたブレインゲートBCIデバイスを使用して、仮想オブジェクトをこれまでにないほど制御できるようになったという。この能力を実証するため、患者は片方の手の指を動かすことを考えるだけで、仮想ロトコプターをデジタル障害物コースの輪の中を通過させた。

「これは、これまで指の動きをベースにしたものよりも機能性が高い」と、研究の筆頭著者でミシガン大学の脳神経外科および生体医用工学の助教授であるマシュー・ウィルジー氏は付随する発表で述べた。

非侵襲性の BCI 技術は、身体に障害のあるユーザーがコンピューター ソフトウェアやビデオ ゲームを操作するのを支援するためにすでに存在しており、多くの場合、脳波 (EEG) 信号に依存しています。しかし、ウィルジー氏と彼の同僚は、これらの方法では運動皮質を超える脳のより広い領域を分析する必要があると指摘しています。このため、エンジニアは、極薄の電極配線を実際のニューロンの近くに配置することで、より正確な運動制御を回復できると考えています。

「[BrainGate2]は、被験者が指を動かそうとしたときに運動皮質で生成される信号を取り込み、人工ニューラルネットワークを使用して、シミュレーション内の仮想の指を制御する意図を解釈します」とウィルジー氏は述べた。

最新の BrainGate BCI システムは、ユーザーの手を 3 つの部分 (親指、人差し指と中指、薬指と小指) に分けて分析することで機能します。各部分は、水平方向と垂直方向の動きによっても定義されます。仮想クワッドコプターをデジタル障害物コースで誘導するには、BCI ユーザーは、浮遊する輪の間を飛行させるのに必要な手の動きだけを考えればよいのです。

何年も前に脊髄損傷を負って手足を動かすことができないこのボランティアは、2016年からウィルジーのチームと活動してきた。しかし、これまでのいくつかの実験とは異なり、今回の実験は彼らの興味に合わせて特別に調整された。