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科学技術振興機構(JST)と生理学研究所(生理研)は8月14日、脳と腰髄の歩行中枢をコンピュータで繋ぐことにより、下肢の歩行運動を制御することに成功したと発表した。

同研究成果は生理学研究所の西村幸男 准教授、同 笹田周作 研究員(研究当時)(現所属:相模女子大学)、福島県立医科大学の宇川義一 教授、および千葉大学の小宮山伴与志 教授らによるもので、詳細は米科学誌「The Journal of Neuroscience」(オンライン版)に掲載された。

ヒトが歩くときの脚の運動リズムや左右肢の交代的な運動パターンは腰髄に存在する下肢歩行中枢で生み出されており、歩くときは脳から下肢歩行中枢への指令によって歩行運動パターンが制御されていると考えられている。同研究グループは、脊髄損傷による歩行障害の多くは脳と下肢歩行中枢との繋がりが切れたことが問題であって、脳の指令を脊髄を迂回して下肢歩行中枢に伝えることができれば、下肢の歩行運動を制御することができると考えたという。

今回の研究では健常人を対象に、脳活動の情報が内在している電気信号を手や腕の筋肉から読み取り、コンピュータを介して歩行中枢へリアルタイムで送ったところ、下肢をリラックスしている状態であっても、被験者は自分の意思で歩行運動パターンを制御することができることが確認されたという。これは脳からの信号が脊髄を迂回して下肢歩行中枢へ伝えられたことを意味すると研究グループでは説明している。

また、この手法では記録および刺激は非侵襲性(皮膚などを切開しない)で、磁気コイルを皮膚に当てて、腰髄へ磁気刺激することにより下肢の歩行中枢を制御したとのことで、西村准教授は「同技術により、脊髄損傷の患者自身の損傷されずに残った機能を利用して、手術なしで随意的な歩行を再建できる可能性を示すことができたと考えている」とコメントしているが、、現段階では脚が障害物にぶつかった際の回避運動や立位姿勢の保持は制御できないのが課題となっているとのことで、今後は、慎重に安全性を確認しながら、臨床応用に向けて研究開発を進めて行くとしている。