　脊髄を損傷すると下半身まひになるが、腰髄に損傷がなければ、脳とつなげることで自分の意思で脚を再び動かせる可能性がある。その方法の1つに、脳の意思をコンピュータインタフェースで読み取り、電気刺激として伝える手法がある。ただし、従来は脳や脊髄に電極を埋め込む侵襲的な方法に限られており、今回の研究では手術を必要としない非侵襲的な手法を検討した。

脊髄損傷（左）とコンピュータインタフェースによるコントロール（右）［クリックで拡大］出所：東京都医学総合研究所

　まず、手の皮膚に貼り付けた無線の筋電図センサーで、筋肉の信号（筋電図）を記録。コンピュータインタフェースを介して磁気刺激装置へパルス信号として送り、脚の筋を動かす神経が集まった腰髄を狙って磁気刺激した。

　自力では両脚を動かせない対象者が手の筋収縮をリズミカルに繰り返したところ、左右の脚が歩いている時のようなステップ運動を開始することが分かった。コンピュータインタフェースを介して、手の筋収縮と連動した磁気刺激が腰髄の神経の働きを促したと考えられる。

　また、手の筋収縮の強さやリズムを変えると、脚の動きの大きさやテンポを制御できた。これらのことから、コンピュータインタフェースが脳からの指令を腰髄へ送る人工神経迂回路としての機能を果たすことを確認した。

人工神経迂回路を構築することでまひの残る両脚で歩くようなステッピング運動を行い（A）、それをコントールすることができた（B）［クリックで拡大］出所：東京都医学総合研究所

　脊髄損傷が腰髄より高い位置にある頸髄や胸髄の場合、刺激によるステップ運動を繰り返すほど脚の運動機能が向上し、測定後には人工神経接続システムを用いない状態でも脚の動きが改善する例が見られた。今回の試験は、少しでも脚を動かせる不全まひ者を対象としたため、残存する神経経路が活性化し、それが運動機能の改善につながった可能性が示されている。

ステップ運動を繰り返したことで、不全まひ者の運動機能が改善［クリックで拡大］出所：東京都医学総合研究所

　同手法は、電極埋め込み手術を必要とする侵襲的な方式とは異なり、安全性が高く、適用範囲が広いと考えられる。脊髄損傷者の歩行機能回復に向けた、新たなリハビリテーション技術として期待される。

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