両腕を失った男性、40年振りに“脳”で両腕を動かすことに成功！「筋電義手」を動かした感動の瞬間映像！

2015.01.19 14:00

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　ジョンズホプキンス大学の発表によると、両腕を失った男性が、「筋電義手」という新しいタイプの義手を装着し、脳で考えることによって思い通りに両腕を動かすことに成功したようだ。つまり、元々あった腕のように、頭で考えただけで義手を動かせたということだ。

脳が意図する動きを再現する「筋電義手」

両腕を失った男性、40年振りに脳で両腕を動かすことに成功！「筋電義手」を動かした感動の瞬間映像！の画像1

「筋電義手」を装着したレスリー・ボーさん。画像は「YouTube」より

　アメリカのコロラド州に住むレスリー・ボーさんは40年前、事故によって両腕を肩から失った。しかし、そんな彼が去年、新しい義手の開発研究を行なっているジョンズホプキンス大学の応用物理学研究室を訪れたことで、再び自分の意のままに両腕を動かせるチャンスに恵まれた。この時、鍵となったのは筋肉である。

　筋肉は、脳から伝わる電気刺激を受けた神経が、神経伝達物質を分泌して筋肉を収縮させることで動く。その際、体表面に現れるわずかな電位を「表面筋電位」といい、これをセンサーで検出し、脳が意図する動きを再現する最新の義手が筋電義手なのだ。

　しかし、ボーさんの場合は肩から腕を失っているため、腕の表面筋電位は感知できない。そこで「標的化筋肉再神経分布(TMR)」という手術を受けることとなる。これは、失った腕を動かしていた神経を、今ある別の筋肉に「再配置」してしまうというものだ。

　両腕を失っても、その腕を動かしていた脳と、腕への神経回路は体内に残る。その神経を腕の周囲の筋肉につなげることで、あったはずの腕を動かそうとすれば、神経が再配置された筋肉が動く。その動きを感知すれば、義手を動かすことができる…。つまり、腕にあった筋肉の代わりを、他の筋肉にしてもらうわけだ。

　ボーさんは手術後、神経が再配置された筋肉の、どの部分のどの動きが腕のどの動きを表すのか、研究員とパターン研究をした。そを元に研究員がアルゴリズムを作り、それに対応した義手の動作や装着部を作った。その装着部を作る合間では、コンピューター上で義手の動きのシミュレートも行っている。

　そして装着部が完成し、実際に義手を着用してみると、コンピューター上で動かした通り、思ったように義手を動かすことができたのだ。「別世界に来たみたいだ！」と、ボーさんはその感動を話し、考えるだけで義手を操り、カップを持ち上げるなど、8つの異なる動きをすることができた。

サイボーグが活躍する世界は案外近い…

　研究員の一人、コートニー・モラン氏は、「今回は、日々の生活でしそうな動作をテストしましたが、現在使われている義手では不可能なことを成し遂げ、非常に有意義でした。しかも、彼は10日間のトレーニングでそれをできるようになったのだから、直感的に動かせているということですね」と話し、また、「両腕の動きを組み合わせた動作も制御したという点でも画期的」とも述べている。

　また主任研究員のマイケル・マクローリン氏も、「これが始まりだと思います。次の5年、10年で、筋電義手はさらに発展するでしょうね」と期待を込めており、近いうちでのさらなる革新を目指している。

　次のステップは、ボーさんが自宅でこの義手を使うことになっているが、そこで不便なことがなく生活できればいいですね。筋電義手はまだまだ黎明期ということですが、そのうち元の腕より強力な力を制御する腕を開発できるようにもなりえます。サイボーグが活躍する世界は案外近いのかもしれません。
（文＝杉田彬）

参考：「Daily Mail」、「ナショナルジオグラフィック」ほか