新研究:小型脊髄センサーが脊髄疾患治療の飛躍的進展に貢献

読了時間: 2 分
によって Maria Sanchez
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脊髄に埋め込まれた微小なセンサーのクローズアップ写真

Tokyoライス大学のエンジニアたちは、新しいセンサー「spinalNET」を開発しました。このセンサーは、脊髄の疾患や損傷の治療に役立ちます。spinalNETは、被験者が自由に動いている際でも、脊髄ニューロンの電気信号をリアルタイムで測定することができます。

spinalNETの主な利点は以下の通りです:

  • 長期間にわたる神経活動の記録が可能
  • 複数日にわたる神経の高解像度追跡
  • 人間の髪の毛の100分の1以下の極小サイズ
  • 柔軟性があり、組織へのダメージを最小限に抑える

従来のインプラント技術には問題があります。特に脊髄に関しては、頭を動かしたり体を曲げたりする際にニューロンが大きく移動し、硬いセンサーが繊細な組織を傷つける可能性があります。SpinalNETは神経組織のように柔らかくしなやかで、これにより違和感を減らします。

筆頭著者である研究者のYu Wuは、この技術の長期的な利点を強調しました。彼は、「SpinalNETは、脊髄ニューロンがどのように運動を感知し制御するかを理解する助けになります。これは脊髄疾患のより良い治療法を見つけるための第一歩です」と述べました。

ラン・ルアン准教授である共著者は、脊髄は常に動いているため研究が難しいと説明しました。しかし、新しいデザインである「spinalNET」はこの問題を解決します。「このデザインは非常に柔軟で、脊髄が動いても安定しているため、多くのニューロンから明確な信号を得ることができます」とルアンは述べました。

spinalNETを使用した初期の研究では興味深い発見がありました。科学者たちは、歩行のようなリズム運動を生成する役割を担うセントラルパターンジェネレーター(CPG)のニューロンが多様な機能を持つことを明らかにしました。あるニューロンは脚の動きと密接に関連している一方で、他のニューロンはそうではなく、より複雑なプロセスが関与していることを示しています。

別の著者であるChong Xieは、この装置の幅広い用途を強調しました。彼は、「spinalNETの柔軟でソフトな設計は、様々な動作中に脊髄ニューロンを追跡するのに最適です」と述べています。

チームは、脊髄の神経細胞が反射行動と自発的な動きをどのように異なって処理するかを理解することを目指しています。この知識は、脊髄に関する問題を抱える人々の治療法を生み出す助けとなる可能性があります。

この研究は、国立衛生研究所や他の主要機関によって資金提供されており、将来の研究や技術の進展の可能性を示しています。脊髄は運動や他の機能において重要な役割を果たすため、spinalNET のような技術は医学の重要な進歩をもたらす可能性があります。

この発見は、脊髄の働きに対する理解を深める上で大きな前進です。将来のspinalNETのバージョンは、脊髄損傷や神経障害の治療に役立つ医療機器となり、多くの人々を助ける可能性があります。

この研究はこちらに掲載されています:

http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114199

およびその公式引用 - 著者およびジャーナルを含む - は

Yu Wu, Benjamin A. Temple, Nicole Sevilla, Jiaao Zhang, Hanlin Zhu, Pavlo Zolotavin, Yifu Jin, Daniela Duarte, Elischa Sanders, Eiman Azim, Axel Nimmerjahn, Samuel L. Pfaff, Lan Luan, Chong Xie. Ultraflexible electrodes for recording neural activity in the mouse spinal cord during motor behavior. Cell Reports, 2024; 43 (5): 114199 DOI: 10.1016/j.celrep.2024.114199
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