医療 MEDICAL

“脳卒中が治る”未来を描く、リハビリテーション神経科学の可能性【the innovator】前編

長谷川茂雄

慶應義塾大学理工学部でのBMI(ブレイン・マシン・インターフェース)研究を経て、“リハビリテーション神経科学”という新たなサイエンスを打ち出した牛場潤一氏。「脳の機能は、一度でも深刻なダメージを受けると回復できない」という医学界では当たり前の概念を、自ら覆そうとしている同氏は、“医”と“工”の壁を取り払い、そこを行き来することで、「脳卒中による身体の麻痺が治る未来が見えてきた」と語る。それは異端が思い描いた幻想などではない。純粋な探究心と行動力、ユニークな発想が実を結び不可能を可能にしつつあるのだ。その現状を知るべく、まるでバーが併設したアート展示空間のような牛場氏の研究室を訪ねた。

小学生のときに抱いた
AIへの興味がすべての始まり

牛場氏の研究室には、バーカウンターが併設してある。ここは牛場ならぬ通称“ウシバー”。グラスを傾けながら学生とディスカッションすることもしばしば。とても理工学部の研究室には見えない。

脳科学が身近に感じられるようになった近年。BMI(ブレイン・マシン・インターフェース)という言葉もよく耳にするようになった。脳にダメージを受けた人が、自らの脳波を信号に変えてデバイスを自由に動かす。ひと昔前ならSFで描かれたようなテクノロジーが、もはや当たり前になりつつある。

そんなBMI研究の第一人者である牛場潤一氏は、慶應義塾大学理工学部に籍を置きながら、脳の本質を理解すべく学生の頃から医局に頻繁に出入りし、医学の知識を深めるとともに独自の研究スタイルを確立させてきた。まさにの二刀流といえるのかもしれない。

「もとを辿れば、小学生の頃にAIの研究をしている理工学部の大学院生に、プログラムを教えてもらったことがきっかけでした。それから僕は人間の知能とはパソコン上に実装できるのか? そんなことを考えるようになったんですね。ちょっと早熟だったかもしれません(笑)。でもAIのしくみは、実際の人間の脳とは違う。そう思うようになってから、今度は、生理学とか医学の勉強をし始めたんです」

目指すべきは
行き来できる知識と技術の習得

研究室のいたるところに、牛場氏が書いたこの空間の目的やヴィジョン、哲学などが展示してある。インスタレーションのように、来訪者のために特別にディスプレーすることもあるという。

小学校のときには、もうすでにロールプレイングゲームを自分で作り、中学校、高校時代も、人間の知能はどうすればパソコンという魔法の箱に組み込むことができるのか? そんな近未来的な技術の探求に没頭したという。そこから人間の脳そのものに興味を持ったとき、祖父が脳卒中を発症。会話ができなくなり、人格も変わってしまった。

「やっぱり脳って、(人間の)すべてのコントローラーそのものなので、そこに病気があると、本人も周囲の人間もこんなに苦しむのだと実感しました。だから、脳の本質を理解することができたら、祖父のように脳の病気で苦しんでいる人たちに福音をもたらすような技術が作れるのではないか? そのために医学のことを一度しっかりやって、それを自分が好きで追い求めてきた理工学の分野に活かそうと。そういう道筋は、自分にしかできないのではないかと思うようになったんです」

祖父の脳卒中も転機となり、牛場氏は理工学と医学の世界を行き来できる、ハイブリッドな知識と技術を習得したいと考えるようになった。それが現在の研究スタイルの土台にもなっている。

「医学も深く知りたかったのですが、残念ながら医学部に入れるほど頭が良くなくて(笑)。結局、理工学部に入って、なるべく医学に近い研究室に潜り込もうと、いろいろ工夫したんですよ。医学部の授業も履修して単位振替をしたり、ツテを辿って医学部のリハビリ科出入りさせてもらえるようにしたり。医局に席をもらって、医局員の人たちと机を並べて研究ができるようにもしていただきました。それは今でも感謝しています」

かくして理工学部生でありながら医局に入り浸るようになった牛場氏。あいつは医者だっけ?と周囲から言われるぐらいに溶け込もうと努力し、そうこうしているうちに、ドクターから、入局した新人が受ける解剖学の試験を受けてみろと言われたという。

「これはチャンスだと思いました。それで猛勉強をして、その年に受験した人のなかでトップの成績を取ったんです。そしたら周囲からこいつは本気だ!と認められて、なんとか仲間に入れてもらえたんですよ。それからは、現役のドクターにいろんな楽屋話を聞いたり、疑問があれば質問したりしながら医学的知識と医療現場の認識を深めていきました。でもドクターが診療をしている平日の日中は、理工学部に戻って電気回路やプログラミングを学ぶというライフスタイルを続けて。そんな学生時代で得られたのは、医療に使える技術だけを追い求めても、患者さん一人一人のヒストリーや現場の様々な泥臭いことと向き合わなければ、フェイクでしかないということでした」

生物本来が持っている力で
脳の機能も回復するはずだ

研究室のソファ周辺には、牛のオブジェやチェアが。学術的な雰囲気と最新のテクノロジー、牛場氏の遊び心の詰まったユニークな空間だ。

自分がのめり込んできた理工学的な技術と、医局や現役ドクターから見聞きする医療のリアル。それを結びつけるのは、教科書や座学で得られる知識だけではないと痛感した。そしてを深く掘り下げて初めて見えてきたのは、リハビリテーション神経科学という新しいサイエンスの形だった。それが、牛場流BMI研究へと繋がっている。ハイブリッドな知識と技術を、セオリーだけで成り立たない医療現場に生かす。それは常識を打ち破る挑戦でもあった。

「自分は、そんな流れを経てBMIの研究をしてきたわけですが、注目したのは、脳のやわらかさ、つまり可塑性なんですね。ノーベル生理学・医学賞を受賞したラモン・イ・カハールが言うように、神経は一度切れたら再生しないと長らく信じられてきました。だから脳卒中の患者さんは麻痺が一生残るし、治療介入しても治らないとされていますが、脳の中には損傷をまぬがれた、健康な状態の神経がまだ残っています。自分はテクノロジーをうまく使って、そういった脳部位が本来持っている治る力を引き出そうと考えたんです。そういう設計のデバイスを作れば、患者さんの脳のなかに残された書き換わる力が働くはずだと」

まさに医学と理工学、そのどちらか一方を追求しただけでは得られない牛場氏ならではの視点。それは、あたかも医工連携を一人で実践しているような印象さえ受ける。

手に持っているのが脳波を検出して脳内の運動情報を読み取るBMI。

「僕自身は、医工連携という言葉は、あまり好きではありません。脳や人間を治そうとしたときに、その性質や特性にフィットするテクノロジーをデザインすることで価値を生み出す。それは当たり前のことだと思うんです。医の側はこれをやって、工の側はこっちをやりますというような分業制ではなく、本来は一体的なものであるはずなんです。自分の専門がリハビリテーション神経科学という言い方をしているのには、それを標榜する意図もあるんですよ」

後編へつづく

牛場潤一(うしば・じゅんいち)
1978年、東京生まれ。慶應義塾大学理工学部生命情報学科准教授。2004年に博士(工学)を取得し、同年から慶應義塾大学理工学部生命情報学科に助手としてキャリアをスタートさせる。専門は、リハビリテーション神経科学。2008年よりBMI研究を開始し、理工学部からの新たな神経医療の創造を目指している。芸術や音楽への造詣も深く、学生時代はファンクバンドやジャズバンドでトランペットを担当していた。祖父は、慶應義塾大学医学部第8代医学部長の牛場大蔵氏、父は、應義塾大学名誉教授でフランス文学者の牛場暁夫氏。
http://www.brain.bio.keio.ac.jp/

(text: 長谷川茂雄)

(photo: 河村香奈子)

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億劫な検査をストレスフリーに!低被ばくPET-CT検査機器「Discovery IQ 2.0」

HERO X 編集部

スタイリッシュな映像で紹介されているのは、今やがん診断には欠かせない検査機器として日本でも広く普及が進んだGEヘルスケア・ジャパンが販売を手掛けているPET-CT検査機器「Discovery IQシリーズ」。販売開始から5年、新たに低被ばくをはじめとする、さまざまな高性能を搭載した「Discovery IQ 2.0」の販売を開始した。MotionFree (モーションフリー)、StressFree (ストレスフリー)、ArtifactFree (アーチファクトフリー) という3つのフリーを掲げ、現場従事者、患者双方にとって快適な検査を可能にしたようだ。

放射線を使った検査と聞いて、まず思い浮かべるのはX線撮影、通称 “レントゲン” だろう。健康診断やケガをした際などに、多くの方が経験したことがあるはずだ。レントゲンをはじめとする放射線を使う検査は、現代医療に不可欠な技術と言っても過言ではない。だが、わりと手軽な印象のレントゲンとは異なり、CTやPET-CT検査中には体の動きに制約を受けたり、検査に長時間を費やすこともあるため、検査を受ける側としては、ストレスになることもあった。撮影中は健康上全く問題無いと言われるほどのごく微量な線量ながらも、がんなどの治療中の患者であればとくに、毎回放射線を浴びることに対して一抹の不安を覚える人もいたことだろう。検査で生じるそんな患者の心配やストレスを解消するべく、同社が開発した検査機器では動きの制約を少なくし、放射線量もこれまで以上に抑えられているのだ。

現在、がんを発見するための検査として非常に有効と言われているのが、PET-CT検査だ。

まずPET検査とは、がん細胞が正常な細胞と比べてブドウ糖を多く必要とするという性質に着目したもの。ブドウ糖に、ごく微量の放射線を放出する成分をくっつけた薬剤 (以下、FDG) を体内に注射し、検出器というカメラのような装置を用いて、FDGの全身への分布状態を撮影する。がん細胞にはFDGが正常な細胞よりたくさん集まるため、そこから放出される微量の放射線を検出器でとらえて、がん細胞の位置や大きさ、進行度合いを調べるという仕組みだ。PET-CT検査は、このPET検査にCT検査 (X線を体の周囲から照射して断面図を作る検査) を組み合わせたもの。さらに克明に病気の状態を探ることができる点が特徴だ。

がんの発見に優れた力を発揮するPET-CT検査だが、放射性物質を含んだ薬剤を体内に取り入れるうえにCT検査による放射線照射も行うため、PET検査と比較すると当然被ばく量は多くなる。そのため、患者だけでなく、患者を介助する現場従事者にも微量ながら被ばくのリスクが発生する。さまざまな医療機関や研究団体が、医療検査による被ばくは健康に影響を及ぼす量ではないと発表しているものの、当事者の心理としては、たとえ微量だとしても懸念があるというのが正直なところではないだろうか。

今回リリースされた「Discovery IQ 2.0」は、低被ばく、高速ワークフロー、高画質化を実現したPET-CT検査機器。まず注目したいのは、超高感度で幅の広い検出器の搭載。これにより、検査時間の短縮が可能となる。従来、PET-CT検査に要する検査時間は受付から検査終了まで3~4時間を要するものとされていたが、当機器を使用する場合、検査時間は最大10%削減されるという。

検査時間の短縮自体が現場従事者と患者のストレス低減になることはもちろん、高感度検出器の搭載によるFDG投与量の減少と併せて、低被ばく化にもつながる。具体的には、現場従事者の被ばく量は1ヶ月あたり2時間分の低減が見込まれている。操作室で遠隔での操作が可能となったことで、現場従事者が患者と接触することによる被ばくのリスクを抑えられる点もメリットのひとつだ。

また、業界初となる患者の呼吸による動きを自動補正するシステムを採用することで、画像のブレを低減するシステムを搭載。従来の検査では、呼吸によるブレを防ぐために、患者が一時的な息止めなど意識的に呼吸をコントロールするケースもあったが、そのような検査時のストレスを低減することができる。

さらに、従来の画像再構成法ではできなかった、「画質」と「定量精度」 双方の向上を実現。ノイズの多くなりやすい部位でもクリアな画質を実現するため、診断精度が飛躍的に向上した。

ただでさえ億劫になりがちな病院での検査。せめてなんのストレスも懸念もなく受診したいと思うもの。「Discovery IQ 2.0」はそんな気持ちに寄り添った、まさにストレスフリーな最新技術だ。

[TOP動画引用元:https://www.youtube.com/watch?v=mNOrlphDaf4

(text: HERO X 編集部)

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