2023-05-24 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)
◆研究チームは、脳と脊髄にそれぞれ電子インプラントを埋め込み、脳の信号を「適応型人工知能手法に基づくアルゴリズム」で、運動の意図がリアルタイムで解読し、脊髄を刺激することで脚の動きを制御しました。このデジタルブリッジは無線で動作し、患者に自由な移動を提供します。
◆一人の患者の試験では、脳-脊髄インターフェースによるリハビリテーションによって感覚と運動能力の改善が観察され、脊髄の修復が進んだ可能性が示唆されました。今後は同様の手法を用いて腕や手の機能を回復することも期待されています。
◆この技術はまだ一人の患者でしか試験されていませんが、将来的には他の疾患や麻痺の治療にも応用できる可能性があります。欧州イノベーション評議会(EIC)の支援を受けて、商業版のデジタルブリッジの開発が進められ、世界中で利用できるようになることを目指しています。この革新的な技術は、脊髄損傷で苦しむ多くの人々に希望をもたらすことが期待されています。
<関係資料>
- https://actu.epfl.ch/news/thought-controlled-walking-again-after-spinal-cord/
- https://www.nature.com/articles/s41586-023-06094-5
脳脊髄インターフェースで脊髄損傷後の自然な歩行を実現 Walking naturally after spinal cord injury using a brain–spine interface
Henri Lorach,Andrea Galvez,Valeria Spagnolo,Felix Martel,Serpil Karakas,Nadine Intering,Molywan Vat,Olivier Faivre,Cathal Harte,Salif Komi,Jimmy Ravier,Thibault Collin,Laure Coquoz,Icare Sakr,Edeny Baaklini,Sergio Daniel Hernandez-Charpak,Gregory Dumont,Rik Buschman,Nicholas Buse,Tim Denison,Ilse van Nes,Leonie Asboth,Anne Watrin,Lucas Struber,Fabien Sauter-Starace,Lilia Langar,Vincent Auboiroux,Stefano Carda,Stephan Chabardes,Tetiana Aksenova,Robin Demesmaeker,Guillaume Charvet,Jocelyne Bloch & Grégoire Courtine
Nature Published:24 May 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06094-5
Abstract
A spinal cord injury interrupts the communication between the brain and the region of the spinal cord that produces walking, leading to paralysis1,2. Here, we restored this communication with a digital bridge between the brain and spinal cord that enabled an individual with chronic tetraplegia to stand and walk naturally in community settings. This brain–spine interface (BSI) consists of fully implanted recording and stimulation systems that establish a direct link between cortical signals3 and the analogue modulation of epidural electrical stimulation targeting the spinal cord regions involved in the production of walking4,5,6. A highly reliable BSI is calibrated within a few minutes. This reliability has remained stable over one year, including during independent use at home. The participant reports that the BSI enables natural control over the movements of his legs to stand, walk, climb stairs and even traverse complex terrains. Moreover, neurorehabilitation supported by the BSI improved neurological recovery. The participant regained the ability to walk with crutches overground even when the BSI was switched off. This digital bridge establishes a framework to restore natural control of movement after paralysis.
