「マインドコントロールされた」バイオニックデバイスの開発は、 Nature Biotechnologyペーパー 3電極を含む小さな12cmの長さのステントが、ある日、脊髄損傷を抱える人々が思考の力で歩くのに役立つことを説明しています。

「ステンロード」と呼ばれるデバイスは、首の頸静脈に挿入され、筋肉の活動に関与する脳の運動皮質に到達するまで静脈を押し上げます。

私はこのデバイスの開発とテストを行う39担当チームの一員でしたが、来年ビクトリア州で臨床試験を計画しています。

システムを教えてください。

運動野に沿ったステントロードの位置は、運動を開始する神経信号を受信できるようにします。 これらの信号を12マイクロリードを介してコンピューターインターフェイスに送信します。

メルボルン大学。 ソース

ここで、信号は生体工学的義肢から全身外骨格、トランスタイプの外部骨格まで何でも操作できる情報に変換されます。

この作業は、2002で発見された以前の研究に基づいています サルはコンピューターのカーソルを動かすことができます 思考の力で。 これは、思考だけを使用してバイオニックリムを制御することが理論的に可能であることを示しました。

次に、研究者は次のような電極デバイスを使用しました ユタ電極アレイ、頭蓋骨のすぐ下で人間の皮質に外科的に移植しました。 これらのデバイスは、 麻痺患者の能力 体から完全に分離された遠隔のバイオニックリムを操作し、コーヒーを一口飲む。 これらのデバイスはまだと呼ばれる会社によって開発されています ブレインゲート.

ただし、これらのデバイスの挿入には、感染および免疫拒絶のリスクを伴う大規模な脳手術が必要です。 外科的に埋め込まれた電極アレイは、脳の炎症を引き起こし、6か月から1年で信号品質が低下する場合があります。

ステントロードは、これらの問題を克服することを目的としています。 脳の血管内に座ることにより、ステントロードは血管壁に組み込まれ、脳の免疫細胞から保護されます。 私たちの前臨床研究は、この血管の取り込みが起こると、ステントロードが拾う脳の信号が実際に時間とともによりきれいで強くなることを示しています。

次のステップ：患者の移植

ステントロードインプラントを最初に受ける患者は、脊髄損傷を負い、四肢麻痺になった人々です。

インプラントを受ける前に、患者は機能的なMRIスキャンを受けます。 腕を上下左右に動かすことを想像し、コンピューターの画面上のターゲットに向かって手を動かすことを想像するように求められます。

これにより、ステントロード移植手術中に外科医が目指すことができる運動皮質の仮想マップが作成され、デバイスが運動皮質の適切な領域に重なるようになります。

それから、患者自身の脳は、楽器を演奏することを学ぶことに似ている学習パラダイム、または新しい運動スキルを開始します。 運動皮質のニューロンは、患者の思考に反応して発火し、カーソル、バイオニックリム、または外骨格の動きに変換されます。

最初は、これらの動きはぎくしゃくしており、調整されておらず、誤った結果をもたらします。 しかし、試行錯誤のプロセスを経て、脳の神経形成特性により、神経活動が改善され、最終的にコーヒーを飲む、外骨格の助けを借りて歩くなどの協調活動が可能になります。

その他の可能な用途

脳の高度に分岐した血管系は、さまざまな病気を治療するために、ステントロードが他の血管に堆積する可能性があることを意味します。

たとえば、てんかん発作を引き起こす脳領域に配置された場合、てんかん発作を予測する可能性があります。 脳の神経活動は、発作の開始前に予測可能な方法で変化します。 ステントロードはこれらの重要な警告信号を受け取り、患者に、運転者や水泳などの危険にさらされるような活動を中止するよう警告します。

ステントロードは、神経刺激装置としても使用できます。 パーキンソン病の現在の治療法には、スムーズな協調運動に必要なドーパミンを放出する脳深部刺激（DBS）が含まれます。 代替刺激装置としてステントロードを使用すると、 リスク 刺激剤を脳の奥深くに埋め込むこと。

この装置は、運動能力、会話能力、食事能力、そして最終的には呼吸能力を奪われた運動ニューロン疾患（MND）の人たちを支援することもできます。 人々がコミュニケーション能力を失った段階で、ステントロードを使用して、人々がコンピューターを制御するためのインターフェースを提供できます。 これにより、大切な人とのコミュニケーションを続けることができる貴重な数ヶ月または数年を与えることができます。

ステントロードの最初のヒトでの臨床試験は、2017で予定されています。 予想される結果が得られれば、2020の前半で市販のバージョンの技術が利用できることを期待しています。

一方で、1つの目的は、電極を追加して、麻痺した患者がきちんと制御できるようにして、再び歩くだけでなく、指の細かい動きを獲得することです。 いつか「麻痺した」バイオリンの名手を見ることはできますか？ 我々は試すことができます。