分散型制御による麻痺治療を実現するサイバネティクス技術開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04063
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分56:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 平田 仁 名古屋大学, 予防早期医療創成センター(医), 教授 (80173243)
• 研究分担者: 高須 正規 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (00503327) ; 下田 真吾 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, ユニットリーダー (20415186) ; 岡田 洋平 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (30383714) ; 林部 充宏 東北大学, 工学研究科, 教授 (40338934) ; 建部 将広 名古屋大学, 医学系研究科, 特任准教授 (60420379) ; 長谷川 泰久 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70303675) ; 栗本 秀 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (70597856) ; 大山 慎太郎 名古屋大学, 医学部附属病院, 特任助教 (80768797) ; 山本 美知郎 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (90528829) ; 岩月 克之 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90635567)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 同種細胞移植治療 / サイバネティクス / 中枢神経再生 / 分散型制御 / 人工知能 / 暗黙学習 / 筋萎縮性側索硬化症

研究成果の概要

脊髄損傷や筋萎縮性側索硬化症などの外傷・疾患では脳機能が正常に維持される中で広範な神経原性筋萎縮が進行し、生命維持が困難な高度な障害へと発展していく。本研究は、このような難治性麻痺状況に対して、（１）末梢神経幹内神経幹細胞移植による麻痺筋近傍での脊髄様構造の神経節誘導、（２）新たに開発をする複数制御可能な埋め込み型電気刺激装置、（３）脳の制御信号を予測し、暗黙知による制御を可能とする人工知能、という独自に開発した3つの基盤技術を適用して、自立した生活が可能なレベルの機能回復を実現するサイバネティクス技術を開発している。

自由記述の分野

人間拡張

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経障害や加齢により低下した身体能力を、人工的センサーやアクチュエーターによる代償ではなく、再生医療技術により患者自らの神経・筋機能を復活・増強して機能回復させる。そのため、情報処理と制御系のみを工学技術に依存するためエネルギーの大半が摂取する食物から得られる。さらにこの技術は、歩行や把持動作などの運動機能を回復させるだけでなく、嚥下や呼吸、腸の蠕動運動といった自律神経系の支配が強く、生命維持の根幹に関わる機能を回復させることもできる。