霊長類における脊髄損傷後の歩行障害を緩和する脳脊髄インターフェース

科学分野:

• 神経科学
• バイオメディカルエンジニアリング
• リハビリテーション科学

背景:

• 脊髄の損傷は 脳と筋肉の通信を遮断し 運動機能を損ないます
• 脳とコンピュータのインターフェース (BCI) は,皮質の活動と筋肉の刺激を結びつけることで,手機能を再生しました.
• 歩行のための足の機能を回復するためにBCIを拡張することは,複雑な筋肉の活性化パターンを複製する上で課題に直面します.

研究 の 目的:

• 脊髄損傷後の足の運動制御を回復するための脳脊髄インターフェースを開発し,テストする.
• 足の運動皮質の活動と脊髄外皮質刺激の直接的な相互作用の有効性を調査する.
• 人間以外の霊長類の 動きを制御する ワイヤレス・リアルタイム・システムを 構築する

主な方法:

• 足の運動皮質に 皮質内マイクロエレクトロッドと 脊髄刺激装置を埋め込みました
• 運動状態 (屈折/拡張) のリアルタイム神経解読のための無線制御システムを開発し,刺激プロトコルとリンクしました.
• 脊髄損傷をシミュレートするために 片側皮質脊髄損傷を作りました

主要な成果:

• 脳と脊髄のインターフェースは 麻痺した足の動きを トレードミールと地面上で 回復させました
• 怪我から6日後には 運動能力が回復し 訓練も不要でした
• このシステムは 非人間霊長類の 自由な動きを可能にしました

結論:

• 脳と脊髄のインターフェースは,ヒト以外の霊長類の脊髄損傷によって引き起こされる歩行障害を効果的に軽減します.
• 開発された技術は,ヒトでの臨床試験のための実践的な翻訳経路を示しています.
• このアプローチは 麻痺した人の歩行機能を回復させる 有望な戦略です