宇宙飛行士の訓練？と思いきや実はこれ、脳にセンサーを埋め込むことで下半身が麻痺した人でも再び自分の思い通りに体を動かすことができるようになる「外骨格スーツ」の実証実験を映し出したもの。2017年から始まった脳波を使った「外骨格スーツ」の研究についての映像が公開されている。

動画で説明されているのはフランスのグルノーブル・アルプ大学と生物医学研究センターが共同で進める「外骨格スーツ」の実用化に向けた研究のひとコマ。「外骨格スーツ」を着て歩いているのは4年ほど前に不慮の事故により脊髄損傷し、肩から下が麻痺となったフランス人男性のチボーさん。チボーさんは2年間、病院でリハビリをして過ごしたのちに、このプロジェクトへ参加した。

体を動かそうとする時、脳からは脳波と呼ばれる電気信号が流れるのだが、この脳波を利用して「外骨格スーツ」を動かそうというのが今回の研究だ。脳波信号を「外骨格スーツ」に送るために取られた方法は、なんと脳内にセンサーを埋め込むという手法。計64個もの電極のつく2つのセンサーを脳内に移植、これが脳波信号をコンピュータのソフトウエアに向けて発信、読み取った情報を「外骨格スーツ」を制御する指令に変換し「外骨格スーツ」を操ることで体を念じたとおりに動かせるという仕組みだ。

筋肉を動かす時に発生する筋電をつかった義手や義足の研究はすでに成果が見えはじめ、実用化も始まっているところだが、今回のように頭に直接センサーを埋め込む手法はあまり聞いたことがない。研究はまだまだ発展の途上にあるというが、麻痺で不自由な体になった人にとっては希望のある研究。再び自らの足で歩ける日がくるかもしれないのだ。動画の後半では車いすを使った実験の様子も見られる。頭にイメージを浮かべるだけで車いすが動かせるしたら、不自由からの解放に一歩も二歩も近くことになるだろう。

［TOP動画引用元：https://youtu.be/1GyJBBB8O_M］

近年、海外などでも開発に拍車がかかる皮膚貼り付け型の計測機器は、ここ日本でも研究が進められている。理化学研究所は2018年9月、東京大学の研究チームと共同で「皮膚貼り付け型心電計測デバイス」を開発したと発表した。この研究が進めば、心電図を無意識のうちに計測することが可能となる。

医療機器の開発現場では今、日常の状態を計測できる機器の開発が目覚ましい。心拍計、心電計、血圧計の機能を搭載したスマートウォッチ、アクティブトラッカーのような日常使いできるアイテムから、在宅看護・介護や遠隔医療などに対応するものまで、トレンドは “ウェアラブルな計測” といったところだろうか。今後、更なる小型化、軽量化が予想されるが、理化学研究所が東大との共同チームで開発したのはなんと、皮膚に貼り付ける心電計測デバイス。しかも外部電源が必要のない超薄型有機太陽電池で駆動する画期的な代物だ。

同チームは、髪の毛の厚さよりもはるかに薄い1マイクロメートルの超薄型の基板上に透明電極、電子輸送層、半導体ポリマー層、正孔注入層などを規則正しく重ねる技術の開発に成功、同時に、光の入射角度による発電効率の低下を抑える研究も進め、これらの技術を合せることで、太陽電池のエネルギー変換効率を10.5％まで引き上げることに成功した。

ナノグレーティング構造を持つ超薄型有機太陽電池の構造 （理化学研究所提供）

この研究成果を基に、外部電源なしに駆動させることができる心電計測デバイスを開発したのだ。皮膚に密着させることで長時間安定的に生体情報をモニタリングし続けることが可能になる。今回は心電計測デバイスを搭載したが、超薄型有機太陽電池を応用すれば、他の計測にも使えそうだ。着けていることを忘れるほどの薄さと小ささで、人体への装着時の負荷が軽減されるほか、バッテリー交換の煩わしさもなくなるため、まさに次世代を担うセンサーデバイス開発の相棒として期待されている。もはやつけていることさえ忘れてしまいそうなウェアラブルなデバイスは、無意識的に心電や心拍、他の生体情報を取得するものとして、実用化の日が近づいている。

（画像提供：理化学研究所）