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インプラントは機械学習を使用して、切断者が義手を制御できるようにします
ミシガン大学のRPNI研究の参加者であるジョー・ハミルトンは、彼の心を使ってDEKA義手を制御し、小さなブロックを拾い上げます。 Evan Dougherty |ミシガン大学工学部
研究者たちは、少なくとも10年間、マインドコントロールされた義肢を実現するために取り組んできました。理論的には、切断者が心で制御できる人工の手は、あらゆる種類の日常業務を実行する能力を回復し、生活水準を劇的に向上させることができます。
しかし、これまで科学者は大きな障壁に直面していました。それは、生体工学の手足に送るのに十分な強度または安定性のある神経信号にアクセスすることができなかったということです。ブレインマシンインターフェースを使用してこの種の信号を取得することは可能ですが、それを移植する手順は侵襲的で費用がかかります。そして、脳や脊髄からファンアウトする末梢神経によって運ばれる神経信号は小さすぎます。
新しいインプラントは、機械学習を使用してこれらの信号を増幅することにより、この問題を回避します。で公開された研究 科学翻訳医学 今日、それがほぼ1年間4人の切断者のために働いたことを発見しました。義手を細かく制御し、ミニチュアの遊び用レンガを手に取り、ソーダ缶などのアイテムをつかみ、じゃんけんをすることができました。
研究者が神経からのミリボルト信号を記録したのはこれが初めてであり、これまでのどの研究よりもはるかに強力です。
この信号の強さにより、研究者はアルゴリズムをトレーニングしてそれらを動きに変換することができました。ミシガン大学の生体力学教授であるPaulCedernaは、最初にスイッチを入れたときはすぐに機能したと言います。 研究を共同で主導したのは誰か 。思考と動きの間にギャップはありませんでした。
インプラントの手順では、切断者の末梢神経の1つを切断し、筋肉に縫い付ける必要があります。この部位は治癒し、3か月で神経と血管が発達します。次に、電極がこれらの部位に埋め込まれ、神経信号が記録され、リアルタイムで義手に渡されるようになります。信号は、機械学習アルゴリズム（ブレインマシンインターフェースに使用されるのと同じタイプ）を使用して動きに変換されます。
義手を身に着けている切断者は、最近手足を失ったかどうかに関係なく、個々の指を制御し、親指を回転させることができました。研究の共同リーダーであるシンシア・チェステク氏によると、彼らの神経信号は、アルゴリズムを個々の信号に合わせて調整するために数分間記録されましたが、その後、300日間のテスト中に再調整する必要なしに、各インプラントはすぐに機能しました。ミシガン大学の医用生体工学の教授。
これは概念実証の調査にすぎないため、結果を検証するにはさらにテストが必要です。研究者たちは、DARPAと国立衛生研究所の資金提供を受けて、進行中の臨床試験のために切断者を募集しています。