脳と機械のインターフェースは脳損傷、ビジョンに希望を与える
新たな分野として、怪我や病気の後に人々が機能を取り戻すのに役立つ機械やデバイスを開発するために、脳が情報を処理およびパッケージ化する方法について知られているものを使用する取り組みについて説明します。
考える：あなたの脳だけでコンピュータのカーソルを制御できます。
それは思ったほどのSFではありません。今週サンディエゴで開催されるNeuroscience 2010では、Society for Neuroscienceの年次総会で、脳と機械のインターフェースがカーソルの脳制御をどのように可能にし、脳卒中患者の手の制御の回復を速め、視力回復の希望を提供するかについて報告しました網膜損傷後。
ペンシルバニア大学医学部の研究者であるアンナローズチルドレス博士は、わずか6分で、1つの研究の参加者が自分の考えだけでスクリーンカーソルを移動する方法を学びました。
方法は次のとおりです。参加者は、アクティブな脳の領域の血流を記録する機能的なMRIスキャナー内にいました。他の研究は、人々がこれらの脳信号についてフィードバックを提供されるとき、彼らはそれらを制御することができることを示唆しました。
参加者がスキャナーに横になると、コンピューターはボランティアが提示した2つの脳のパターンを検出することを学びました。 1つは参加者に、テニスボールを打つことについて考えてもらい、もう1つは部屋から部屋へ移動することを想像してもらいました。
次に、彼らは思考パターンを繰り返し、彼らの脳の活動にリンクされたスクリーンカーソルを動かしました。
「それぞれの考えは特定の脳の部分での活動に関連している」とチャイルドレスは言った。テニスボールは反復的な腕の活動を表しており、部屋から部屋への移動は空間ナビゲーションを表しています。
短いトレーニングの後、14人の被験者全員が自分の考えでカーソルを動かすことができました。
他の研究では、脳刺激と理学療法の組み合わせが脳卒中患者の手のコントロールの回復を速めたと、日本の京都大学の研究者である小金丸聡子医学博士は述べた。
「脳卒中は異常に増加した筋肉の緊張に加えて筋力低下をもたらします」と彼女は言った。
彼女は、9人の脳卒中患者に、うつ病の治療に時々使用される非侵襲的手法である経頭蓋磁気刺激を投与しました。脳卒中によって損傷した脳の運動制御に関連する領域に適用されました。
患者はまた、「運動練習」を行い、指と手首の筋肉を収縮および解放しました。
併用療法は週2回、6週間継続されました。
黄金丸は一人の患者のビデオを見せました。 「患者はより広い範囲で手首と手を動かすことができることがわかりました」と彼女は言った。患者はより強い握力も持っていたと彼女は言った。
3か月後、改善は維持されました。どうして？ 「練習と脳の刺激を通して、脳は順応します」と黄金丸は言いました。
ニューヨークのワイルコーネルメディカルカレッジの研究者であるシーラニーレンバーグ博士は、網膜変性疾患の人にとって、新しい人工網膜は既存の網膜補綴装置よりも正常な視力を回復する可能性があると考えています。
「通常の視力に近いものはあり得ませんでした」と彼女は言った。他のデバイスは、損傷した網膜で再活性化される細胞の数を増やすことに焦点を当てている、と彼女は言った。新しいデバイスはそれを超えています。 「網膜の神経コードを組み込んだ網膜補綴物を開発しました。」
ニレンバーグ氏は、細胞を刺激するだけでは十分ではなく、適切なコード（網膜が脳に送信するコードで、画像を脳が理解できる信号に変換するコード）で刺激することが重要であると述べた。
新しいデバイスでは、エンコーダーが画像を取得し、それを神経節細胞が使用するコードに変換します。神経節細胞は外部から視覚情報を受け取ります。次に、トランスデューサーは、コードに従って神経節細胞を「発火」させます。その結果、スポットやエッジの認識だけでなく、より自然なイメージが得られます。
新しいデバイスは、顔、風景、そして新聞用紙さえも再構築したと、ニーレンバーグ氏は語った。
「それはシステムのパフォーマンスを通常に近いレベルにジャンプさせます」と彼女は言った。このシステムはこれまで動物でのみテストされてきましたが、Nirenbergは間もなく人間での研究を計画しています。
出典：Society for Neuroscience
