デンマークで不動産業を営むデニス・アーボ・ソーレンセン氏(36)は、9年前、花火による事故で重傷を負い左腕を切断した。それ以降、彼は現在に至るまで義手や義指の開発への協力を重ねている。そして先日、ついに彼は義指を用いて『手ざわり』を感じることができた。これは世界で初めての例だという。

Nine years ago a fireworks accident left Dennis Aabo Sørensen so severely wounded, doctors were forced to amputate his left hand.
But now, for the first time since the accident, the 36-year-old has been able to experience what the world around him feels like through his missing limb.

デニス・アーボ・ソーレンセン氏

「いまも失った手があるように感じるんだ、まるでいつも拳を握っているみたいに」。

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École polytechnique fédérale de Lausanne

『つるつる』『でこぼこ』を感じる義指

以前の研究で、ソーレンセン氏はものの『形』や『柔らかさ』を感じる機能に優れた義手を使用したことがある。今回の『手ざわり』がわかる義指を開発したのは、その技術を開発したスイス連邦工科大学ローザンヌ校のシルヴェストロ・ミセラ氏が率いる研究チームだ。

実験ではシリコン製の義指とソーレンセン氏の左腕の神経が接続されており、その義指が異なる表面をもつ4種類のプレートに触れるという方法が採られた。まず義指の先端が『なめらか』『でこぼこ』な表面に触れると、義指に搭載されたセンサーが電気信号を生成する。この信号は電気刺激に変換されると神経系の言語として神経に送られ、義指の使用者に『手ざわり』を感じさせるのである。

センサーの電気信号が『触覚』の信号に変わる!

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この義指を使ったところ、ソーレンセン氏は『なめらか』『でこぼこ』な手ざわりを96%区別することができたという。ほぼ完璧といっていい精度であり、彼は「神経が刺激されたとき、私はないはずの人差し指に触覚や振動を感じたのです。でこぼこした、またつるつるしたものの違いが分かったことは驚きでした。それは『普通の指』で感じる感覚にとても近いのです」と話している。

義指とプレート。

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電気刺激に変換する。

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どれくらいの再現が可能か

ソーレンセン氏がこの義指を使う以前に、じつは研究チームは両腕のある者を被験者として、どれくらいの精度で『手ざわり』を感じることができるのかを実験していた。4人の被験者は、腕に細い針を刺すことで神経と義指を接続し、ソーレンセン氏と同様の実験に参加した。その結果プレートの手ざわりを77%区別することができたという。

また研究チームは、この義指で得られる『手ざわり』の感覚が実際の指で触れるときの感覚にどれだけ似ているかも検証している。被験者はまず自分の指でプレートに触れ、つぎに義指で触れて、それぞれ脳の活動を測定されたのである。その結果、脳内の活性化された領域はよく似ていたという。一連の実験により、腕に針を刺して神経に刺激を与える場合、体内に電極を埋め込む方法と同様に触覚情報を送ることができることも実証されている。

針の使用で実験が容易に

今後の義肢開発が変わるかも?

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研究に携わった聖アンナ大学院大学のオッド・カロジェロ氏は「この研究は基礎科学と応用工学の融合だ。神経機能代替についての研究は、神経科学分野の――とくに人間の触覚の神経機構に関する――進歩に貢献しうる証拠をもたらす」と述べており、今後は外科手術や救急、製造業への応用も期待されるという。『手ざわり』を感じる義指、針を用いた義肢開発……。この分野における技術の進化は、まだまだ大きな可能性を秘めているようだ。

REFERENCE:

Bionic FINGERTIP helps amputee sense touch and textures: Man who lost left hand is able to feel surfaces with prosthetic digit

Bionic FINGERTIP helps amputee sense touch and textures: Man who lost left hand is able to feel surfaces with prosthetic digit

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3482068/Bionic-FINGERTIP-helps-amputee-sense-touch-textures-Man-lost-left-hand-able-feel-surfaces-prosthetic-digit.html

Amputee Feels Texture with a Bionic Fingertip

http://actu.epfl.ch/news/amputee-feels-texture-with-a-bionic-fingertip/

Danish man becomes first amputee to feel textures through artificial fingertip

http://www.ibtimes.co.uk/danish-man-becomes-first-amputee-feel-textures-through-artificial-fingertip-1548187