Connecting Mind and Machine
手足が使えなくなると、日常の簡単な作業でさえも困難になってしまうことがあります。 ハイテク機器により、自立性を回復することができます。 新しい技術により、心と義肢をつなげることさえ可能になっています。 これらの義肢は、バイオニック義肢装具と呼ばれ、身体の一部を置き換える装置です。 5871>
Prosthetic Control
従来の義肢装具では、ハンドデバイスを制御するために体動力のあるハーネスを使用していました。 これらは使い勝手が良い。 肩をすくめると、義手やフックが開きます。 肩を離すと、義手は閉じます。 肩にかかるケーブルの張力の感触を通じて、義肢が開いているか閉じているか、見なくてもわかります。
新しい電動ハンドは、使い方を覚えるのがそれほど簡単ではありません。 閉じるときは、腕に残っている筋肉を収縮させます。 その筋肉の上に置かれた電気センサーが収縮を感知して、手を閉じるように指示するのです。 元々手を動かしていた筋肉がなくなってしまったので、残った筋肉を再教育する必要があります。 このように義手の開閉を覚えるには、それなりの時間がかかります。
電動ハンドをより直感的に使えるようにするために、研究者は脳と神経の電気信号を検出する方法を開発しています。 例えば、脳の動きを制御する部分に小さなセンサーを埋め込んだり、切断した神経に小さな電極（身体のさまざまな部分との間で電気を運ぶために使用する道具）を取り付けたりすることで、さまざまな方法が考えられます。
双方向コミュニケーション
完全性の感覚を取り戻すために、義肢を持つ人は装置を制御するだけでは不十分です。 彼らはまた、それが何をしているかを「感じる」必要があるのです。 新しいバイオニック・デバイスは、デバイスから脳に感覚を送ることができます。 私たちが行っている研究において最も重要なことは、この全体性の感覚です」と、クリーブランド・クリニックの生体医工学研究者であるポール・マラスコ博士は述べています。 そして、手が何かに触れているときに、小さなロボットで上腕の皮膚を押すことができます。
マラスコ氏のチームは、動きの感覚も回復させるために、同様のシステムを考案しました。 バイオニックハンドは、体外のコンピュータ制御システムに信号を送ります。 するとコンピュータは、腕に装着した小型ロボットに、腕の筋肉に振動を送るように指示する。 筋肉の奥深くにあるこれらの振動は、手が閉じたり開いたりしたときに脳に伝える、動きのある錯覚を生み出します」
Marasco のチームはこのフィードバックシステムを、義手を持っている数人の人たちでテストしました。 研究参加者は、自然の手と同じように、義手を操作し、それがどの位置にあるかを知ることができたのです。 このフィードバックシステムにより、研究参加者はバイオニックハンドを見ることなく、それがいつ開いているか閉じているか、あるいはいつ物に手を伸ばしているかを知ることができました。 この進歩は、脳が動きを感知する方法を直接利用し、義肢と心の間の双方向コミュニケーションを向上させるのに役立ちます。 NIH臨床センターの生物医学エンジニアであるトーマス・ブレア博士が率いるグループは、脳性麻痺の子どもたちのために、装着可能な外骨格を作りました。 脳性麻痺は、まっすぐ立つこと、バランスをとること、歩くことが困難な脳の病気です。 モーター駆動のロボット型外骨格は、歩行サイクルの重要なポイントで膝をまっすぐにするのを助けることで、子どもたちの歩き方を変えます。
「究極の目標は、私たちの研究室の外、あるいは臨床の場の外で、人がこれを身につけることです」と、Buleaは説明します。 「そのためには、ロボットがあらゆる種類の環境で適切に動作していることを確認する、本当に堅牢な制御システムが必要です」
チームは現在、地形の凹凸やその他の現実世界の条件をナビゲートしながらロボット装置を着用できるように、ソフトウェアを書いています。
適切なデバイスを見つける
「私が人々に強調したいのは、人々をより良くしようとするために、自由に使えるツールや技術がたくさんあり、それらを探求して受け入れることを考えるべきだということです」とLanghals氏は述べています。
現在、多くの種類の補装具が開発されています。試験に役立つ臨床研究を見つけたい場合は、NIHが支援する世界中の研究やその他の研究のデータベースであるclinicaltrials.govで検索することができます。 質問事項については、「医師に聞く」の欄をご覧ください。
