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電子インプラントで麻痺した男性が歴史上初めて再び歩けるようになる

脳波を読み取り、適切な筋肉を動かすよう脊椎に指示を送る革新的な無線デバイスにより、彼は考えるだけで自然な可動性を取り戻すことができました。

2011年、ガート=ヤン・オスカムはバイク事故に遭い、腰から下が麻痺してしまいました。 現在、革新的な新技術のおかげで、神経科学者は彼に再び下半身を制御できるようにしました。

「12年間、私は立ち直ろうと努力してきた」と彼は記者会見で語った。 「普通に、自然に歩く方法を学びました。」

研究 雑誌に掲載されました 自然, スイスの研究者らは、この装置の機能を詳しく説明したが、これは簡単に言えば、オスカムさんの脳と脊柱の間に「デジタルブリッジ」を提供し、損傷部位を迂回するものである。

これにより、彼は歩行器の助けだけで、立ったり、歩いたり、階段を上ったり、急な坂道を登ったりできるようになりました。

インプラントが挿入されてから XNUMX 年以上が経過しましたが、彼はこれらの能力を維持しており、実際に神経学的回復の兆候を示しており、インプラントのスイッチがオフになっているときでも松葉杖を使って歩くことができました。

センサー

「私たちができたことは、デジタルブリッジを使用して、脚の動きを制御する脊髄の領域と脳の間の通信を再確立することです」と教授は説明しました。 グレゴワール・クルティーヌ スイス連邦工科大学(EPFL)は、麻痺を克服するためのブレインマシンインターフェイスを開発する長年のプログラムを実行しています。

「このシステムは、ゲルト・ヤンの思考を捕捉し、それらの思考を脊髄の刺激に変換して、自発的な脚の動きを再確立することができます。」

このシステムは(奨励されているにもかかわらず)まだ実験段階にあり、オスカムの脊椎にあるXNUMX番目のインプラントを介してオスカムの思考を脚と足に電子的に送信することで機能する。

ワイヤレス信号を使用して、脊髄神経が損傷すると役に立たなくなる脳と筋肉を再接続します。

これは、オスカムがコンピュータに接続され、リズミカルな歩行ステップを再現して脊椎に送信した以前の試験とは異なりますが、その動作は非常にロボット的であり、ボタンまたはセンサーによってトリガーする必要がありました。

脳を監視する科学者

このアップデートでは、オスカムの電極が取り付けられます。 足を動かそうとしたときの神経活動を検出します。

測定値はその後、 人工知能デコーダー それがそれらをパルスに変え、脊椎内のさらなる電極に送信され、神経と筋肉を活性化して意図した動きを生み出します。

このアルゴリズムは、各筋肉の収縮または弛緩の方向と速度のわずかな変化を考慮することができ、信号は 300 ミリ秒ごとに送信されるため、オスカム氏は何が機能し、何が機能しないのかに基づいて戦略を迅速に調整できます。 リハビリテーションにも効果があるようです。

「脊髄損傷から10年以上が経過しました」とコーティーン教授は語った。

「脊髄損傷の数週間後にデジタルブリッジを適用するときのことを想像してみてください。 回復の可能性は非常に大きいです。」

脳と脊椎のインプラントが脚の神経細胞に信号を中継するのにどのように役立つかを示す図

研究によると、オスカムさんが自然な動きを取り戻すための手術では、外科医が頭蓋骨の両側、動きが制御されている脳の領域の上に直径5センチの円形の穴をXNUMXつずつ開ける作業が行われた。

次に、頭部のヘルメットに取り付けられた XNUMX つのセンサーに、XNUMX つの円盤状のインプラントを挿入しました。

「以前はシステムが私をコントロールしていると感じていましたが、今は私がシステムをコントロールしているのです」とオスカム氏は、以前のコンピューターベースのプロジェクトについて語った。

「彼がとても自然に歩いているのを見ると、とても感動します」とコーティン教授は語った。その最終的な目標は、この技術を小型化し、人々の日常生活で使用できるように商品化することだ。

「これは、これまで利用できたもののパラダイムシフトです。」

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