健康

低侵襲性のニューラルインターフェイスにより、頭蓋骨を開くことなく脳へのアクセスが可能

ヒトおよびヒツジモデルにおける槽内神経インターフェース。クレジット： 自然生物医工学 （2024年）。 DOI: 10.1038/s41551-024-01281-9 ライス大学のジェイコブ・ロビンソン氏とテキサス大学医学部のピーター・カン氏率いる研究チームは、外科的リスクを最小限に抑えながら神経疾患を診断、管理、治療する技術を開発した。チームの調査結果は次のとおりでした。 出版された で 自然生物医工学。 神経系と接続するための従来のアプローチでは、多くの場合、頭蓋骨に穴を開ける必要がありますが、 インタフェース 研究者らは脳を使って、脳内インターフェース（ECI）として知られる革新的な方法を開発しました。これにより、脳や神経構造を含む神経構造の電気的記録と刺激が可能になります。 脊髄、 を通して 脳脊髄液 (CSF)。 「ECIを使用すると、頭蓋骨を開けることなく複数の脳と脊髄の構造に同時にアクセスできるため、従来の外科技術に伴う合併症のリスクが軽減されます」と電気工学、コンピューター工学、生物工学の教授であるロビンソン氏は述べた。 ECI は、神経系を取り囲む CSF を、標的デバイスを送達する経路として使用します。腰部に単純な腰椎穿刺を行うことで、研究者は柔軟なカテーテルをナビゲートして脳と脊髄にアクセスできます。 小型の磁電駆動バイオエレクトロニクスを使用すると、ワイヤレス システム全体を小さな経皮的手順で展開できます。柔軟なカテーテル電極は、脊髄くも膜下腔から脳室まで自由に移動できます。 「これは、 ニューラルインターフェイス 「単純で侵襲性の低い腰椎穿刺によって脳と脊髄に同時にアクセスできるのです」とUTMBの神経外科シニアチェアーであるロバート・L・ムーディ教授のカン氏は語った。他の神経学的応用例。」 この仮説を検証するために、研究チームは、磁気共鳴画像法を使用して、人間の患者の槽内腔の特徴を調べ、くも膜下、つまり液体で満たされた空間の幅を測定しました。次に研究者らは、新しいニューラルインターフェースの実現可能性を検証するために、大型動物モデル、特にヒツジで実験を実施した。 彼らの実験では、電気刺激のためにカテーテル電極を心室腔および脳表面にうまく送達および誘導できることが示されました。磁気電気インプラントを使用することにより、研究者らは筋肉の活性化や脊髄電位などの電気生理学的信号を記録することができました。 予備的な安全性の結果では、電子機器が体内に慢性的に埋め込まれてから最大 30 日間、ECI は最小限の損傷で機能し続けることが示されました。 脳。 さらに、この研究では、抗血栓薬の投薬が必要で、血管の小さいサイズと位置によって制限される血管内神経インターフェースとは異なり、ECI は投薬なしで神経標的へのより広範なアクセスを提供することを明らかにしました。 「この技術は、低侵襲神経インターフェースの新しいパラダイムを生み出し、埋め込み型神経技術のリスクを低下させ、より幅広い患者集団へのアクセスを可能にする可能性がある」とライス大学の同窓生でこの研究の筆頭著者であるジョシュ・チェン氏は述べた。 詳細情報: Joshua…