IEEE Spectrum の 2025 年のトップ生物医学ストーリー

IEEEスペクトル昨年最も人気のあった生物医学関連の記事は、新しいテクノロジーの導入と古いテクノロジーの刷新の両方が中心でした。 AI は、メンタルヘルスの悪化に対する脳内警告システムやリアルタイムで心拍数を推定するモデルなどのアプリケーションを備えた生物医学を含むほとんどの分野で大流行していますが、この 1 年間の生物医学ニュースはレガシー テクノロジーにも焦点を当てています。 技術 Wi-Fi、超音波、レーザーなどはすべて 2025 年に復活するか、新たな用途が発見されます。

イノベーションが新しいテクノロジーから生まれるか、古いテクノロジーから生まれるかに関係なく、 IEEEスペクトル 2026 年も引き続き厳密にカバーする予定です。

ジョージア工科大学、マウントサイナイのアイカーン医科大学、および TeraPixel

エモリー大学医学部の精神科医、パトリシオ・リバ・ポッセ氏は、患者が何か問題があると気づく前に、患者の脳インプラントがうつ病の悪化に関する信号を送っていることに気づいたとき、もっと早く行動を起こせればよかったと思った。

この経験をきっかけに、彼と同僚は精神的健康の変化の兆候を検知する「自動警報システム」を開発しました。このツールは脳信号をリアルタイムで監視し、インプラントを使用して電気インパルスを記録し、AI を使用して出力を分析し、再発の警告サインにフラグを立てます。米国中の他の研究グループは、AI の助けを借りて、または使わずに、うつ病の治療にこれらの刺激脳インプラントを使用するさまざまな方法を実験しています。 「ここでは押すことができるレバーがたくさんあります」と神経外科医のニル・リップスマンは記事の中で述べている。

ドミトリー・キリエフ/マサチューセッツ大学アマースト校

マサチューセッツ大学アマースト校のドミトリー・キレフの研究室では、研究者らはバイタルサインなどを監視できる、目に見えないほど薄いグラフェン・タトゥーを開発している。 「電子タトゥーは、心血管疾患、代謝疾患、免疫系疾患、神経変性疾患などの複雑な病状を追跡するのに役立つ可能性がある。米国の成人のほぼ半数は、まだ気づいていないものの、現在、これらの疾患の1つ以上の初期段階にある可能性がある」と同氏は米国向けの記事で述べた。 IEEEスペクトル。

どのように機能するのでしょうか?グラフェンは導電性、強度、柔軟性に優れており、心拍数や汗中の特定の化合物の存在などの特徴を測定できます。今のところ、タトゥーは通常の電子回路に接続する必要があるが、キリエフ氏は、タトゥーがすぐにスマートウォッチに統合され、着用がより簡単になることを期待している。

エリカ・カルデマ/カリフォルニア大学サンタクルーズ校

Wi-Fi は単にインターネットに接続するだけでなく、定期的な物理的接触を必要とせずに、低コストで心臓を監視するのに役立ちます。 Pulse-Fi と呼ばれるこの新しいアプローチは、AI モデルを使用して心拍を分析し、最大 10 フィート離れた場所からリアルタイムで心拍数を推定します。

このシステムは総額約 40 ドルと低コストで、導入が簡単で、不快感もありません。また、ユーザーの姿勢やあらゆる環境でも機能します。 Pulse-Fiの開発を主導したカリフォルニア大学サンタクルーズ校のコンピュータ科学者カティア・オブラチカ氏は、チームがこの技術を商業化する計画だと語った。

高齢者

ニューヨークの生物電子医学研究所の生物医学研究者であるサンジータ・S・チャバン氏とスタブロス・ザノス氏は、超音波がニューロンを活性化し、「急性および慢性疾患の両方に広範囲の治癒治療を提供する正確かつ安全な方法」を提供するのではないかという仮説を立てている。 スペクトラム。そうすれば、標的超音波は、広範囲の副作用を伴う薬の代わりに、炎症や糖尿病の治療法として役立つ可能性がある、と研究者らは言う。

これはニューロンの膜を振動させ、「イオンが細胞に流入できるチャネルを開き、それによって間接的に細胞の電圧を変化させ、細胞を発火させる」ことによって機能する、と研究者らは書いている。著者らは、特定のニューロンを活性化することが、特定の病気の根本原因に対処するのに役立つ可能性があると考えています。

Extreme Light グループ/グラスゴー大学

医師が頭の中を見たい場合、安価に検査するか深く検査するかを決定する必要があります。脳波計は安価ですが、脳の外層までは貫通しませんが、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) は高価ですが、奥まで見ることができます。人の頭にレーザーを照射することは、両方を達成するテクノロジーへの第一歩のように思えます。

人間の頭は光を遮断する能力が非常に優れているため、長年この種の研究は不可能だと思われていましたが、研究者らはレーザーが光子を完全に送信できることを証明しました。 「不可能だと思われていたことが、私たちは可能であることを示しました。そして願わくば…それが次世代のこれらのデバイスにインスピレーションを与える可能性があります」とプロジェクトリーダーのジャック・ラドフォードは記事の中で述べています。

ジアウェイ・ゲー

この物語の著者が示唆しているように、遠くない将来、手術患者は「ロボットが今すぐあなたを診察します」と聞くかもしれません。 3人の研究者はジョンズ・ホプキンス大学のロボット研究室で働いており、2016年に生きた動物で初めて自律軟部組織手術を行ったスマート組織自律ロボット（STAR）の開発を担当している。

自律型ロボットを手術室に導入するには、汎用ロボット コントローラーの開発や厳格なプライバシー規制の中でのデータ収集など、確かに課題が残っていますが、最終目標は目前に迫っています。 「患者が外科医と自律ロボットアシスタントによって日常的に迎えられるというシナリオは、もはや遠い可能性ではない」と著者らは書いている。