神経科学：ブレイン・コンピューター・インターフェースを用いたバーチャルクアッドコプターの操縦試験

外科的に埋め込んだブレイン・コンピューター・インターフェースが麻痺患者の指の動きを検知および解読し、ビデオゲームをプレイできるようにしたことを報告する論文が、Nature Medicine に掲載される。

米国では、500万人以上が重度の運動障害を抱えている。麻痺のある人々の基本的なニーズの多くは満たされているが、ビデオゲームのような社会的活動や余暇活動に対するニーズはまだ満たされていない。ブレイン・コンピューター・インターフェイスは、運動機能回復のための潜在的なソリューションとして認識されているが、この技術の現在の例では、タイピング、楽器演奏、およびビデオゲームのコントローラーの使用などの活動に役立つ可能性のある、個々の指の動きのような複雑な動きに苦戦している。

Mathew Willseyらは、複雑な動きを翻訳するために、脳内の複数のニューロンの電気的活動パターンを連続的に記録できるブレイン・コンピューター・インターフェースを開発した。このインターフェイスは、上肢と下肢に麻痺のある人の左前頭回（手の動きを制御する脳領域）に埋め込まれた。参加者がバーチャルハンドでさまざまな動きをするのを観察しながら神経細胞活動を記録し、その後、研究者らは機械学習アルゴリズムを使って特定の指の動きに関連する信号を特定した。これらの信号を用いて、システムは指の動きを正確に予測することができ、参加者はバーチャルハンドの中で、2次元的な親指の動きを含む3つの高度に区別された指グループをコントロールすることができた。このシステムは、従来不可能であった運動精度と自由度を達成した。

著者らは次に、この指の制御をビデオゲームに応用した。インターフェイスによってデコードされた指の動きは、仮想クアッドコプターの速度と方向を制御するようにプログラムされ、参加者はビデオゲームの一部として、複数の障害物コースにおいてデバイスを操縦することができた。

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• Published: 20 January 2025

Willsey, M.S., Shah, N.P., Avansino, D.T. et al. A high-performance brain–computer interface for finger decoding and quadcopter game control in an individual with paralysis. Nat Med (2025). https://doi.org/10.1038/s41591-024-03341-8

doi: 10.1038/s41591-024-03341-8

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