四肢麻痺患者の移動能力を回復します

麻痺は多くの場合、神経からの信号が筋肉に十分に届かなくなる機能不全に起因します。運動システムは脳の活動を「翻訳」して伝達する必要があります。これと同じプロセスが、研究者のチャド・ブートン氏、ニック・アネッタ氏、アリ・レザイ氏とそのチームが四肢麻痺患者の動きを回復させるために使用したものである。これを行うために、彼らは神経活動を解釈できるデバイスを設計しました。これはロボット義肢で使用されるものと非常によく似ていますが、信号を筋肉に送信します。脳からの人工的な接続によって筋肉の動きが回復したのはこれが初めてである。つまり、四肢麻痺患者の運動を回復させることに成功したのは初めてのことだ。

神経バイパス

研究チームが設計したこの装置は、あたかも「バイパス」であるかのように、脳に埋め込まれた電極ネットワークを通じて神経信号を収集します。具体的には、この一連のセンサーは運動皮質から信号を収集します。その後、機械学習技術を使用して信号を変換および解釈し、複雑な信号を処理できるようにします。処理された信号はバイパスを介して筋肉に送信され、適切な筋肉を活性化します。これは、信号がロボットの四肢に送信される義肢で発生するプロセスと非常によく似たプロセスです。しかしこの場合、信号はメンバーの皮膚、適切な筋肉の隣に取り付けられた一組の電極に到達します。

自分自身の四肢に信号を送信することは、生体の四肢よりも複雑で適切な解剖学的構造を備えているため、非常に有望です。ただし、処理がより複雑になるため、適切な信号を生成するのは簡単な作業ではありません。脊椎を切断する事故で運動能力を失った四肢麻痺の患者が運動能力を取り戻すには、装置を使用できるようになるまで15か月の訓練が必要だった。これを使用すると、個々の指の動きと 6 種類の手首と手の動きを実行できます。したがって、患者は比較的簡単に物体をつかみ、操作し、移動させることができます。さらに、訓練により、患者はボトルを持つ、液体をかき混ぜる、グラスを取るなどの日常作業を実行するのに十分な能力を取り戻すことができました。

システムを改善する

しかし、これは最初の (そして大きな) ステップにすぎません。やるべきことはまだたくさんあります。まず第一に、デバイスの容量を増やすためにマイクロエレクトロニクス システムを改善する必要があることは明らかです。しかし、可能であればさらに重要なのは、電気刺激システムとそのアルゴリズムをより広範囲の患者に適用できる必要性です。これを行うには、システムをより多くのレベルに適応させ、その動作を微調整する必要があります。研究の大部分は、使用される手法を継続的に改善するために必要な基盤を確立することに正確に焦点を当てています。チームは、パラメーターを定義し、信号変換を微調整するために、6 つの特定の動きのみに焦点を当てました。その後、人間の可能性を構成する驚くべきリストを完成させる新しい動きを設計することができます。

もう 1 つの基本的な側面は、2 方向の道路を置き換えることで構成されます。つまり、臓器を動かすことができるだけでなく、それを感じることができるということです。この側面ははるかに難しいですが、非常に重要でもあります。私たち自身の体の認識である固有受容がなければ、手足に正しい信号を送ることは非常に困難です。そして正確で繊細な動きを実行することはまったく不可能です。したがって、これはこの研究の対象ではありませんが、重要な分野であり、将来的にはさらに強化される可能性が高い分野です。しかしそれまでの間、少なくとも、四肢麻痺の人に動きが回復するのを目撃したと言えるでしょう。それはまだ始まりに過ぎないかもしれません。しかし、それは信じられないほど有望なスタートだ。