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脳卒中患者の神経回路の修復を促すBMI(ブレインマシンインターフェース)リハビリ機器の製品化に向けた医師主導治験を始め、3年後の発売を目指す|#慶応大学 #パナソニック

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by U.S. Department of Agriculture(画像:Creative Commons)

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■脳卒中患者の神経回路の修復を促すリハビリ機器の製品化に向けた医師主導治験を始め、3年後の発売を目指す|慶応大学・パナソニック

脳卒中まひ新治療…神経回路修復するリハビリ機器、3年後発売目指す

(2017/1/23、読売新聞)

慶応大学の里宇明元(りうめいげん)教授(リハビリテーション医学)と牛場潤一准教授(理工学)らのチームは、手の指を伸ばそうと考えた時の脳波の変化を解析。頭に着けたセンサーがこの変化を検出すると、機械が指を伸ばし、同時に腕に電気刺激を加える機器を開発した。脳波と連動した動作や電気刺激を繰り返すことで、神経回路の修復が促される。

慶應義塾大学の里宇明元教授らのチームは、脳波の変化をセンサーで読み取って、まひした指を機械で伸ばし、同時に腕に電気刺激を加えることを繰り返すことで、脳卒中患者の神経回路の修復を促すBMI(Brain-Machine Interface)リハビリテーションシステムを開発しています。

今後は、装置の製品化に向け、慶応大学とパナソニックが医師主導治験を3月にも始め、3年後の発売を目指すそうです。




■BMIリハビリテーションシステムが開発された背景

参考画像:質の高い新たな治療を実現する医療機器の医師主導治験を支援―「医療機器開発推進事業」で3件の新規課題を採択―(2016/3/14、国立研究開発法人日本医療研究開発機構)|スクリーンショット

質の高い新たな治療を実現する医療機器の医師主導治験を支援―「医療機器開発推進事業」で3件の新規課題を採択―

(2016/3/14、国立研究開発法人日本医療研究開発機構)

患者数が約350万人に上る脳卒中は、上肢が実用レベルまで回復する割合は15~20%に留まっています。現状、手指伸筋活動もみられない重度麻痺患者に対しては、有効な治療法は存在せず、従来のリハビリテーションでは、 麻痺手の回復そのものを指向した治療よりも、利手交換、片手動作の習得等の代償的治療が中心になっていました。

現在のところ、重度のまひ患者においては、有効な治療法がなく、麻痺した手そのものの治療よりも利き手を変える、片手の動作を覚えるといった治療が中心となっていたそうです。

■まとめ

脳卒中患者のリハビリに関するテクノロジーが進んでいますので、今後は麻痺した手の治療もできるように変わっていくのではないでしょうか。

→ 脳卒中の前兆・原因・予防 について詳しくはこちら







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筋肉の動きをモニタリングできる電子タトゥー|脳卒中の患者のリハビリや車の運転の居眠り防止、義肢の操作|テルアビブ大学

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参考画像:Yael Hanein Lab, TEL AVIV UNIVERSITY – Tattoo sEMG|スクリーンショット




■筋肉の動きをモニタリングできる電子タトゥー|脳卒中の患者のリハビリや車の運転の居眠り防止、義肢の操作|テルアビブ大学

筋肉の動きをモニタリングする電子タトゥー開発TEL AVIV UNIVERSITY

(2016/7/27、Fashionsnap.com)

タトゥーは、皮膚への接着面及び電極性能を向上させる導電性ポリマーから構成。

皮膚を刺激することなく、何時間もの間安定した信号を記録することができるという。

同技術は、脳卒中または脳損傷の患者のリハビリテーションや、運転中のドライバーの覚醒度を監視などに活用される。なんらかの疾患によって四肢を切断した患者が、残った筋肉で義肢を操作する用途にも応用可能になるという。

イスラエルのテルアビブ大学で開発された筋肉や神経細胞の活動をモニタリングできる電子タトゥーは、脳卒中などの患者のリハビリや車の運転の居眠り防止のための監視機能、義肢を操作する用途などに応用可能なのだそうです。

【参考リンク】

Emotion-Detecting Temporary Tattoos Are Here

■貼り付け型やインプラント型の医療デバイスの開発が進んでいる

最近では、肌に貼るタイプやインプラントタイプの医療デバイスの開発が進んでいる印象を受けます。

■まとめ

筋肉や神経細胞の活動をモニタリングできる電子タトゥーは、脳卒中などの患者のリハビリや車の運転の居眠り防止のための監視機能、義肢を操作する用途などいろいろな場面で使われるようになるかもしれません。







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「iSC細胞(虚血誘導性多能性幹細胞)」の移植で脳梗塞で死んだ脳細胞を再生させる研究を始める|兵庫医科大

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by University of Exeter(画像:Creative Commons)

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■「iSC細胞(虚血誘導性多能性幹細胞)」の移植で脳梗塞で死んだ脳細胞を再生させる研究を始める|兵庫医科大

脳梗塞で死んだ細胞再生 兵庫医科大、定説覆す発見

(2017/1/5、神戸新聞NEXT)

その組織の中に神経細胞を作る細胞があることを、同大先端医学研究所の松山知弘教授、中込隆之准教授らが2009年、マウスの実験で発見。15年には、血管の周囲の細胞が脳の一大事を受け、神経細胞などに変化できる「多能性」を獲得していることが分かった。

<中略>

グループは重症の脳梗塞を起こしたヒトの脳でも存在を確認し、「iSC細胞(虚血誘導性多能性幹細胞)」と名付けた。

 この細胞の移植によって脳の再生も期待できることから、既に培養したマウスのiSC細胞をマウスの脳に移植し、ある程度、正常に機能している状態を確認。

兵庫医科大のグループによれば、重度の脳梗塞を起こしたヒトの脳の組織の中に神経細胞を作る細胞があることを発見し、脳梗塞で死んだ脳細胞を再生させる研究を始めました。

ポイントは2つ。

  • 兵庫医科大先端医学研究所の松山知弘教授、中込隆之准教授らが2009年、マウスの実験で脳梗塞の組織の中に神経細胞を作る細胞があることを発見
  • 2015年には、血管の周囲の細胞が脳の一大事を受け、神経細胞などに変化できる「多能性」を獲得していることを発見

これまでの研究によって、脳梗塞の脳には再生させようという働きがあることがわかったことから、死んだ神経細胞は再生しないという定説を覆しています。

今後はこのメカニズムを活用して脳細胞を再生させることができるようになるかもしれません。

【参考リンク】







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プロとアマチュアの違いは脳にも現れる!?|ネイマール選手の足を動かす際の脳の活動範囲はアマチュア選手の1割以下

Neymar attacking

by Ronnie Macdonald(画像:Creative Commons)




■プロとアマチュアの違いは脳にも現れる!?|ネイマール選手の足を動かす際の脳の活動範囲はアマチュア選手の1割以下

 <ネイマール選手>脳の活動も超人的 負荷はアマの1割以下

(2014/7/24、毎日新聞)

サッカーブラジル代表のFWネイマール選手(22)が足を動かす際、脳の活動範囲がアマチュア選手の1割以下であるとの研究結果を、独立行政法人・情報通信研究機構の研究チームが明らかにした。

独立行政法人・情報通信研究機構の研究チームによれば、ブラジル代表のネイマール選手の足を動かす際の脳の活動範囲はアマチュア選手の1割以下だったそうです。

そのことがプレーにどのようなメリットを生み出すのでしょうか?

同機構脳情報通信融合研究センター(大阪府吹田市)の内藤栄一研究マネジャーは「脳の活動範囲が小さくて負荷が少ない分、別の複雑な動きも同時にできるため、多彩なフェイントにつながっているのではないか」と分析する。

負荷が少ない分、その他の動きも同時に出来るために、多彩なフェイントができているのではないかと分析されています。

従来の研究で、プロのピアニストと素人が同じフレーズをピアノで弾いた場合、プロの方が脳の活動が少ないとの報告があるという。

「ピアニストの脳を科学する」(著:古屋晋一)では、ピアニストとそうでない人との脳の使い方に違いがあるという研究について紹介されています。

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チューリッヒ大学のヤンケ教授らは、複雑な指の運動をしているとき、運動野の神経細胞がどれだけ多く働いているかを調べました。その結果、同じ速さで同じ指の動きをしているにもかかわらず、活動している神経細胞の数はピアニストのほうが、音楽家ではない人よりも少ないということがわかったのです。

【参考リンク】

つまり、ピアニストの脳は、そうではない人に比べて、たくさんの神経細胞を働かせなくても、複雑な指の動きができるように、「省エネ」しながら演奏ができるようになっているということです。

また、その他の研究でも、ピアニストは高次運動野の神経細胞をあまり働かせなくても複雑な指の動きが可能であることやピアニストの指を動かす神経細胞は長年の練習によって複雑な指の動きをしやすいような特殊な変化を起こしているということもわかっているそうです。

【参考リンク】

気になることがひとつ。

今回のことが、才能の違いなのか、それとも、長年の練習によって脳がそうした動作をすることに慣れたことによって起きていることなのか、興味があります。

10000時間の法則であなたも「本物」になれる?IQの高さより自己鍛錬が大事で「天才!成功する人々の法則」(著:マルコム・グラッドウェル)で「一万時間の法則」を紹介しました。

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簡単に言うと、「一万時間の法則」とは、現在活躍している人々は、生まれつきの才能だけで成功を収めたのではなく、練習に1万時間を費やしたことにより、さらにその才能が開花しているという内容です。

子供の頃の脳の活動と今とを比較できれば、元々の才能によるものか、それとも努力したことによって脳までも磨きをかけたのか、その答えの一端がわかるような気がします。

研究によれば、ピアノのレッスンを受けた子供は手指を動かす脳部位の体積が大きくなっており、素早く指を動かせるようになっていて、神経細胞の数が増えた子供ほど、指を速く動かすことができるようになったそうです。

【参考リンク】

脳の神経細胞同士が情報のやり取りをするために必要なケーブルが詰まった部分である「白質」は鞘(ミエリン)に包まれていて、発達の仕方が運動能力や認知機能に影響を及ぼすことがわかっているそうです。

【参考リンク】

プロのピアニストと、音楽家ではない人の脳とで、幼少期の練習時間と、ケーブルを包む鞘(ミエリン)の発達との関係について調べたところ、11歳までに行う練習によって鞘は発達するものの、12歳以降は練習すればするほど鞘が発達するわけではなかったということがわかったそうです。

【参考リンク】

こうした研究を総合すると、小さいころからピアノを練習すると、複雑な指の動きを可能にするための、脳の神経細胞を増やすことにつながると考えられます。

ただ、複雑な指の動きをすることだけが、ピアニストにとっての重要な要素ではなく、また、大人になっても脳の神経細胞は増えることから、小さいうちから練習することがピアニストに必要な要素であるというわけではありません。

先程紹介した研究からは、「才能か、努力か」について明らかにはできませんでしたが、練習をすることによって、脳は変化するということだけはわかったのですから、プロになるためには努力は欠かせないということは言えるのではないでしょうか?







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VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って視界の80%以上を覆うような映像を展開すると、脳はそれを現実のように認識してしまう!?

Woman Using a Samsung VR Headset at SXSW

by Nan Palmero(画像:Creative Commons)




■VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って視界の80%以上を覆うような映像を展開すると、脳はそれを現実のように認識してしまう!?

VR時代に向けたゲーム開発での本当の課題とは? 「サマーレッスン」チームが語るVRキャラクターづくりのコツ

(2015/7/11、4gamer.net)

VR対応ヘッドマウントディスプレイ(以下,VR HMD)を使って,視界の80%以上を覆うような映像を展開すると,脳はそれを現実のように認識してしまう。

VRの特徴といえば、「没入感」ですが、VR対応ヘッドマウントディスプレイを使って、視界の80%以上を覆うような映像を見ると、脳はそれを現実のように認識してしまうそうです。

すると,現実のように展開されるゲームに対して,プレイヤー自身の経験に基づいた反応が表れるのだという。近くに寄られて緊張したり,つい)
目の前のキャラクターの顔色をうかがってしまったりする人も多いようだ。

原田氏はこれについて,部屋で行う面接や親しい人との会話など,プレイヤーの過去の経験に基づいた感覚が再現されているためではないかと推測していた。

まるで現実のような映像によって、それまで経験してきた反応が現れるということであれば、コミュニケーションが苦手な人はVRでもコミュニケーションが苦手な状態が続くということでしょうか。

VRを悪用すれば「相手を洗脳できる」「数千人を嘔吐させられる」 「サマーレッスン」開発者がリスク指摘

(2017/3/6、ITmediaニュース)

「嘔吐させる」以上に、原田さんが警戒するのが「洗脳」だ。テレビのようなモニター画面に比べると、VR端末は現実世界が見えなくなり、ヘッドフォンを装着すると外の音も聞こえなくなるため「外界遮断効果が高く、瞑想(めいそう)の効果が高まる」という。

PlayStation VR用ゲーム「サマーレッスン」を開発した、バンダイナムコエンターテインメントの原田勝弘チーフプロデューサーによれば、VRゲームについて研究する中で、VRを悪用すれば

「数千人を一斉に車酔いさせ、嘔吐させることも可能」

洗脳したり、詐欺をしたりに使われる可能性は否定できない

といった可能性があるそうです。

■まとめ

Worldwide Spending on Augmented and Virtual Reality Expected to Double or More Every Year Through 2021, According to IDC

(2017/8/3、IDC)

Worldwide revenues for the augmented reality and virtual reality (AR/VR) market are forecast to increase by 100% or more over each of the next four years, according to the latest update to the Worldwide Semiannual Augmented and Virtual Reality Spending Guide from the International Data Corporation (IDC). Total spending on AR/VR products and services is expected to soar from $11.4 billion in 2017 to nearly $215 billion 2021, achieving a compound annual growth rate (CAGR) of 113.2% along the way.

International Data Corporation (IDC)によれば、世界のAR/VR市場はは、2021年まで毎年倍増していくことが見込まれ、2017年114億ドル→2021年2150億ドルに増加し、年平均成長率は113.2%になることが予想されるそうです。

VRはゲームや3D映画向けに作られていますが、医療や教育分野でも関心が持たれているそうです。

【参考リンク】

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ただ、VRの特性を誤った方向で使えば、数千人を一気に嘔吐させたり、洗脳したりに使う恐れもあるので、注意が必要ですね。