脊髄損傷で下半身まひを患っていた患者が、脳と脊髄の遮断された情報伝達を回復させる無線インプラント技術を使って、脚を動かして立ったり、歩いたり、階段を上ったりできるようになった。スイス連邦工科大学主導の研究チームが24日、英科学誌「ネイチャー」で報告した。

患者のヘルト・ヤンさんは（40）は12年前に自転車事故で脊髄を損傷し、下半身まひを患った。ローザンヌ大学病院（CHUV）のジョセリン・ブロシュ氏の説明によると「脊髄に重度の損傷を負っていたヘルト・ヤンさんは当初、一歩も歩けなかった。歩行を制御する脊髄領域と脳の間の情報伝達が遮断されていた」。

この情報伝達を回復させるため、スイスの研究チームは、脳の活動を電気信号に変換し、脊髄に届ける通称「デジタルブリッジ」――「ブレイン・コンピュータ・インターフェイス（BCI）」技術を開発した。

デジタルブリッジでは、脳と脚の運動をつかさどる部分にそれぞれ電極を埋め込む。

「患者の脳から出る『動け』という信号を脳の電極から受け取ったデバイスが情報を変換し、それを脊髄に伝達することで、目的の動きができるようになる。脊髄損傷によって遮断されていた神経ネットワーク間の情報伝達を、デジタルブリッジが迂回してつないでくれる」（グレゴワール・コルティーヌ・スイス連邦工科大学ローザンヌ校神経科学教授）

フランス政府が出資する技術研究機関CEAでBCIプログラム責任者を務めるギョーム・シャルベ氏はさらに詳細に触れ、「適応型の人工知能（AI）に基づくアルゴリズムが、脳から出る信号をリアルタイムで解析する。それを脊髄への一連の電気信号に変換し、脚の筋肉を思ったように動かせるようにする。このデジタルブリッジはワイヤレスで作動するため、患者は自立して移動できる」と話した。

デジタルブリッジによって、ヘルト・ヤンさんはまひした下半身を自発的に動かし、立ったり歩いたり、階段を上ったりすることができるようになった。

「数カ月前、10年ぶりに立ち上がって友人とビールを飲むことができたのがすごくうれしかった。この他愛もない喜びが、自分の人生における重要な転機となった」

デジタルブリッジを使ったリハビリテーションの実施により、事故以来失われていた神経機能を回復へと導くことができた。また研究者チームは、デジタルブリッジを作動させていないときでも、感覚障害の改善や運動能力の著しい向上を確認することができたという。

研究チームは、この技術がまひした手や腕の機能回復や、脳卒中で半身不随となった患者の治療などにも役立つ可能性があるとしている。

研究結果は科学誌「ネイチャー」に掲載された。研究チームはデジタルブリッジのさらなる開発を行うとともに、オランダの医療機器ベンチャー、オンワード・テクニカルを通じて製品化を進めている。

https://www.swissinfo.ch/jpn/%E7%84%A1%E7%B7%9A-%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%97%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%83%88-%E8%84%8A%E9%AB%84-%E6%90%8D%E5%82%B7-%E6%AD%A9%E8%A1%8C-%E4%B8%8B%E5%8D%8A%E8%BA%AB%E3%81%BE%E3%81%B2-%E9%BA%BB%E7%97%BA-%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%82%B9/48551520

理学療法の一環として人間の体に電気を流す電気療法が行われているように、人体に電気を流すことがさまざまな健康効果や病状の治癒をもたらすことがわかっています。新たにスウェーデンとドイツの研究チームが、「皮膚に電気を流すことで傷が治る速度を3倍にすることができる」という研究結果を発表し、糖尿病による慢性的な創傷などの治療に役立つ可能性があると期待されています。

大多数の人々は体に小さな傷ができてもそれほど問題になりませんが、糖尿病やがん、血行障害などを患っている人々は傷を治癒する能力が損なわれ、創傷が慢性的なものとなるケースがあります。特に糖尿病の患者は、高血糖が持続することでヘモグロビンが酸素を放出しにくくなり、傷の治癒が遅れてしまうことがわかっています。

傷の治りが遅いと感染症のリスクが高まるだけでなく、最終的にはその部位を切断せざるを得ないこともあるため、慢性的な創傷は深刻な問題です。スウェーデン・チャルマース工科大学の生体電子工学准教授であるMaria Asplund氏は、「慢性損傷はあまり有名ではないものの大きな社会問題です」と指摘しています。

そこでAsplund氏らの研究チームは、「人間の皮膚を電気で刺激することで傷の治りが速くなるかどうか」を確かめる実験を行いました。「電気刺激で傷を治す」という発想は一見すると奇妙ですが、「人間の皮膚細胞は帯電しており、電場(電界)にさらされると方向性を持って移動する」という仮説は以前からあったとのこと。つまり、傷のある皮膚を入れたシャーレを電場にさらせば、皮膚細胞が一方向に動き始めて傷が速く治る可能性があるというわけです。

研究チームは人間の皮膚細胞と同様の特性を持つ培養皮膚細胞を含む生体チップを作成し、2つのチップに傷を付けました。そして一方のチップは電気刺激を与えながら治癒させ、もう一方は電気刺激なしで治癒させて、それぞれの皮膚細胞がどれほどのスピードで治癒するのかを比較しました。

実験の結果、電気刺激を与えた方の皮膚はもう一方の皮膚と比較して、3倍ものスピードで治癒することが確認されました。Asplund氏は、「私たちは、電気刺激に関する古くからの仮説が傷の治りを著しく速くすることを示しました」と述べています。

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https://gigazine.net/news/20230420-electricity-heal-wounds-wounds-faster/