「感じる義手」は“ルークの義手”にどこまで近づけるか（2/3 ページ）

[中村文雄，ITmedia]

電気＆生化学の次世代「神経インタフェース」

　現在、筋肉から発生する筋電信号で動作する義手や義足は実用化されているが、神経と直結した方式はまだ実用化されていない。将来、満渕研究室は、神経インタフェースと信号変換デバイスを腕に埋め込んで感覚神経に多数の信号を入力することで、本物に近い微妙な感覚を得られるようにする計画だ。タングステン針の実験では基礎データを収集し、末しょう神経用の神経インタフェースを開発することで実用化を進める。

　末しょう神経ではなく、脳に直接、剣山型電極を差し込んで、脳の神経と機械を電気信号で結ぶ神経インタフェースもある。例えば、サイバーキネティクスの「ブレインゲート」は、脳に剣山型電極の神経インタフェースを装着して、外部装置をコントロールするシステム。手足に障害のある成人男性に適用され、「ブレインゲート」でコンピュータのカーソルを操作する様子が公開されて話題となった。剣山型電極は、生け花に使用される剣山のように電極針が平面上に配置されたもので、脳に使用される場合は表面から数ミリほど差し込まれる。脳は動きが少ないために神経インタフェースを固定しやすく、剣山型電極の長期間使用が可能になる。

　鈴木博士は、脳に差し込むタイプの神経インタフェースについて、「万が一の感染の可能性を考えた場合、脳よりも末しょう神経に電極を装着した方が、重篤な危険を避けられると考えられる」とコメントする。

　脳に比べると、腕などにある末しょう神経は筋肉に囲まれているために電極の位置が動きやすく、長期間、適切な信号を採取することが難しい。鈴木博士は、その点をクリアするために、東京大学生産技術研究所の竹内昌治助教授の研究室と共同で柔軟剣山型電極と流路付き神経プローブの開発を進めている。

　柔軟剣山型電極では2種類の電極を開発中だ。一つは、柔軟なポリイミドフィルム基板上に半導体プロセスを用いて作成したシリコン製の電極針を立てた基板柔軟タイプ。もう一つは、ポリパラキシリレンという樹脂と電極針をフィルム状に作成した後、電極針部分を折り曲げて作成する電極針柔軟タイプ。後者は電極針が柔軟なため、ポリエチレングリコール（PEG）をコーティングして強度を高めてから挿入する。PEGは、挿入した後、神経組織内で溶解する。

電極針柔軟タイプの柔軟剣山型電極。電極針のサイズは長さ1.2ミリ、幅160μm、厚10〜20μm。6本の電極針には3個ずつの電極があるので総計18点での計測ができる

　流路付き神経プローブは、ポリパラキシリレンを材料にして、半導体プロセスで使用されるレジストによって流路を形成する。プローブ自体は柔らかいので、電極針柔軟タイプと同様に差し込む際に流路内をPEGで埋めて強度を確保する。ラットの大脳に流路付き神経プローブを適用した実験では、信号計測に成功した。今後、流路からの薬剤投入や神経組織内の生化学的検査などの実験を進める。生化学的な処理が可能な神経インタフェースは世界にも例がなく、次世代の神経インタフェースとして有望だ。

流路付き神経プローブ。電極を流路の外側に取り付けるタイプと内側に取り付けるタイプの2タイプを製作した