新しいアプローチが電気的な義肢を思った通りに制御できるように導く

現在の神経インプラントは大量の神経活動を記録することができ、それはワイヤーを介してコンピューターに伝送される。研究者たちは、このアクションを完了するためにワイヤレスの脳コンピューターインターフェースを開発しようとしたが、それには多くの電力が必要である。大量の電力のため、多くの熱が発生し、インプラントは患者にとって安全ではなくなった。

しかし、スタンフォード大学から出てきた新しい研究がこの問題を解決しようとしている。大学の研究者たちは、下肢麻痺の患者が四肢を制御できるようにする技術を開発しようとしている。具体的には、患者が義肢を制御し、コンピューターとやり取りするための技術を開発しようとしている。

脳コンピューターインターフェース

これを実現するために、チームは脳コンピューターインターフェースの改善に焦点を当てている。脳コンピューターインターフェースとは、患者のかたふの下、頭蓋骨の表面に埋め込まれたデバイスで、人間の神経系を電子デバイスに接続するものである。このインプラントは、脊髄損傷や神経疾患を患った個人が運動制御を回復するのを助けることができる。

現在のデバイスは大量の神経活動を記録し、ワイヤーを介してコンピューターに伝送する。研究者たちがワイヤレスの脳コンピューターインターフェースを作成しようとしたとき、多くの熱が発生した。

電気工学者と神経科学者、Krishna Shenoy博士、Boris Murmann博士、神経外科医と神経科学者Jaimie Henderson博士を含むチームは、正確な神経信号を収集し、伝送することができるワイヤレスデバイスを実現する可能性を示した。現在のシステムに比べて10分の1の電力しか必要としない。

提案されたワイヤレスデバイスは、ワイヤー付きのデバイスよりも自然に思える。患者はより広い動きの範囲を持ちうる。

このアプローチは、大学院生のNir Even-Chenと、博士課程のDante Muratoreによって、論文に詳細が記載された。Nature Biomedical Engineeringに掲載された。

神経信号の分離

神経科学者たちは、義肢デバイスを制御するために必要な特定の神経信号を特定した。デバイスは、ロボットアームやコンピューターカーソルなど、さまざまなものになることができる。

電気工学者たちは、特定された神経信号を処理し、伝送することができるワイヤレスの脳コンピューターインターフェースの回路を作成した。信号を分離することで、必要な電力が減り、デバイスは頭蓋骨の表面に安全に埋め込むことができるようになった。

チームは、3頭の非ヒト霊長類と1人の人間参加者から収集した神経データを使用してアプローチをテストした。臨床試験では、参加者はコンピュータースクリーン上のカーソルを配置するなどの動きタスクを実行した。チームは、特定の動きに特化した脳信号のサブセットを記録することで、個人の動きをワイヤレスインターフェースで制御できることを確認した。

このデバイスとワイヤー付きデバイスの主な違いは、分離である。ワイヤー付きデバイスは大量の脳信号を収集する。

研究チームは、新しいアプローチと設計に基づいてインプラントを構築することになる。