オズワルド・リーダスの人生は、2014年に突然、話すこと、歩くこと、そして左腕を動かす能力を失ってしまい、一夜にして一変した。
「午前3時頃、妻が私が頭の中で話していると言い、私を起こして『腕を動かしなさい』と言った。そして私は腕を動かすことができなかった」とリーダスさんは語った。
米国では推定年間61万人が初めて脳卒中を患っており、その夜、リーダスもそのグループの一人だった。
しかし9年が経った今、リーダスとその妻エリザベスには、より明るい未来を望む新たな理由ができた。
68歳の彼は、ヒューストン大学の研究者が開発した新しい装置、つまり脳波によって制御されるロボットアームを使用した最初の脳卒中患者であり、最終的には手足の使用を取り戻すのに役立つ可能性がある。
「私はもう自分の健康を当然のこととは考えません」とリーダスさんは語った。
長年の治療を経て、退職したフェデックスの運転手は最終的に言語を取り戻したが、脳卒中による失語症のため多少の困難はあった。彼は左腕の可動性が制限されており、歩くために左脚に装具を使用しています。
家族の中で脳卒中を患ったのは彼が初めてではなく、母親も弟も脳卒中で亡くなっている。そのため、彼は実験用の新しい装置の臨床試験に参加することに非常に熱心でした。
ポータブル ヘッドセットは装着者の脳波を読み取り、装着者が腕を動かそうと思ったときに、接続されているロボット アームを動かすコマンドをトリガーします。
このヘッドセットはブレイン コンピューター インターフェイスとして知られており、装着者の頭皮に置かれる 5 つの電極が組み込まれており、脳波検査 (EEG) と呼ばれるプロセスを通じて脳の電気インパルスまたは脳波を測定します。
接続されたロボット アームがこれらの電気インパルスによって促されると動き始めますが、装着者はアームを動かすために力を入れる必要もあります。
神経可塑性
このヘッドセットの主任設計者であるヒューストン大学工学部教授のホセ・コントレラス・ビダル氏は、脳、身体、ロボットの動きの間のコールアンドレスポンスが、神経可塑性と呼ばれるプロセスを通じて脳卒中患者の脳の配線を再配線し、徐々に手足の動きを取り戻すのに役立つと述べた。
「ヘッドセットが動きの意図を検出し、そのトップダウン信号がロボットに送られて動きを支援し、その代わりに動きによって脳にフィードバックが生成される」とコントレラス＝ビダル氏は語った。
「そして、時間枠内でトップダウンの情報会議を行うと、ボトムアップの情報が神経可塑性につながります…そしてそれが脳を変えるのです。」
Contreras-Vidal 氏は、外骨格またはロボット アームに接続されたヘッドセットが脳卒中リハビリテーションのための在宅オプションを提供できる可能性があると考えています。
この装置は現在、ヒューストン大学とテキサス州のTIRR記念ハーマン病院との共同研究の一環として臨床試験が行われている。
このプロジェクトの臨床責任者であるUTHealth HoustonとTIRR Memorial Hermannの脳卒中リハビリテーション医師であるGerard Francisco博士は、ロボットが脳卒中患者に対する理学療法士の仕事を間もなく増強する可能性があると述べた。
「ロボットは反復的で予測可能な動きを提供するだろう」とフランシスコ博士は語った。
「ロボットは、必要な量の繰り返しを行うために疲れることはありません。なぜなら、運動を司る脳の部分を再配線するには、一定量の繰り返しが必要であることがわかっているからです。」と彼は付け加えた。
フランシスコ氏は、参加者の脳波データが、ロボットによるリハビリテーションで脳卒中患者を支援する将来のプログラムを開発する研究者に役立つことを期待している。
今後の予定
リーダスさんはリハビリのために自宅でヘッドセットとロボットアームを6週間使用し、治験に参加したことと、その過程で他の脳卒中生存者に会ったことが孤立から抜け出すのに役立ったと語った。彼は脳卒中後8年間鬱状態に陥っていた。
「私のような人間を助けるものはすべて天の恵みだと思います」とリーダスさんは語った。 「価格を下げることができれば、あるいは保険会社がノーではなくイエスと答えてくれれば、多くの人が助かるでしょう。私が脳卒中を起こしたときにこの装置があればよかったのにと思います」と彼は語った。
それでも、コントレラス・ビダル氏によると、このデバイスが消費者の手に渡るまでには長い道のりがあるという。
彼のチームはまだヘッドセット開発のテストと資金調達の段階にあります。最終的には大規模な臨床試験に十分な資金を集め、最終的にはFDAの承認を申請することを目指している。
セントルイスのワシントン大学で設計された脳とコンピューターのインターフェースと手と手首を制御するロボット外骨格が、2021年4月にFDAによって認可された。
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