それは奇妙な光景だ。麻痺したネズミが正確なリズムで後ろ足で歩き、すべてコンピューターによって制御されている。
「ちょっとフランケンシュタインみたいだね」と言うグレゴワール・クルティーンスイスのローザンヌにある連邦エコール工科大学の神経科学者で、9月25日に発表された論文の中で科学トランスレーショナル医療電子機器を使用して、麻痺した動物に滑らかで現実的な動きを復元する彼の取り組みについて説明します。
この研究は、電気パルスで脊髄をザッピングすることで麻痺した人々が再び歩けるようにする広範な取り組みの一環である。これらの信号は、通常は脳から送信されるが、脊髄が損傷すると中断されるコマンドを置き換えることができます。
クレジット: MIT テクノロジーレビュー
この春、ルイビル大学とカリフォルニア大学ロサンゼルス校の医師と研究者らは次のように述べた。四人の男長年麻痺していた人々は、脊髄を刺激する硬膜外刺激と呼ばれる埋め込み型装置を使用することで、脚、腰、足首、つま先の動きを取り戻すことができ、立つことさえできた。
達成された動きは控えめなもので、男性が自力で歩くには及ばなかったが、このテクノロジーのおかげで男性は脚を鍛えられ、ある程度の動きは回復したようだ。
これまでのところ、硬膜外刺激の限界は、電気パルスが複雑で調整された動きを生成しないことです。また、人間によるテストでは、刺激装置は手動で制御されます。そこでCourtine氏が開発したシステムが活躍する可能性がある。スイスのチームはラットの歩き方を撮影し、その画像をソフトウェアに入力し、刺激のパターンを素早く調整して同期した足踏み動作を生成した。
このようなシステムは、人がリズミカルに歩き、バランスを維持するのに役立つ可能性があります。 「それが優れていればいるほど、刺激を受けている人はより自由になり、常に決断を下す必要がなくなります」と彼は言います。V. レジー・エドガートン、UCLAの生理学者で、患者に対する硬膜外刺激をテストしました。
研究結果を得るために、スイスの科学者らは6匹のラットの脊髄を切断し、脊髄の下部に柔軟な電極を埋め込んだ。動物たちにはセロトニン作動薬として知られる一種の薬も投与されたが、これにより脊髄が脚と通信できるようになるという。これは損傷後に低下する能力である。ラットはハーネスで体重を支えられた状態で、トレッドミルまたは障害物のある滑走路上に置かれました。
「これは、麻痺にもかかわらず、脚の動きを実際にリアルタイムで調整できる初の閉ループ制御システムです」とコーティーン氏は言う。各ラットは少なくとも連続して 1,000 歩を歩き、げっ歯類サイズの階段をうまく移動しました。
彼のチームは来年、そのアイデアを人間のボランティアでテストしたいと考えている。 「アイデアは、これをリハビリテーション室で使用することです」とコーティン氏は言い、脊髄と脚を運動させると切断された脳との接続が部分的に回復する可能性があるという証拠を挙げた。
しかし、硬膜外刺激技術は、麻痺した人々が自力で歩けるようになるまでにはまだ長い道のりです。ハンター・ペッカムケース・ウェスタン・リザーブ大学の生物工学者は、患者は自分の動きを自分で制御したいと考えており、これはこれらのシステムの将来のバージョンが自動化されたルーチンとユーザーが選択した動きの間のバランスを取る必要があることを意味すると述べている。