Sensorimotor Control System with Ectopic Ganglion Induction

より正確な運動制御を行うためには、表在感覚や深部感覚、視覚など多様なモーダリティからの感覚情報を利用して運動を修正する感覚フィードバック制御が不可欠である。本研究では末梢神経内感覚ニューロン移植により、失われた感覚情報も同時に再建し、選択的感覚活動シグナルを検出可能な末梢神経インターフェイスと暗黙知による運動制御を可能とする人工知能により、体性感覚フィードバックを有した高度な運動制御を可能とする新規麻痺治療技術の開発を目指している。本年度は上記の目的に必要な基盤技術の開発を行ってきた。齧歯類の四肢にある細い感覚神経に装着可能な表面電極を作成し、感覚神経活動シグナルを記録できることを確認した。微細加工技術を用いて医療用シリコンと直径50umのステンレスワイヤーを用いて表面電極を作成し、ラット坐骨神経切断直後、断端遠位に装着した表面電極とポリグラフシステム（RMT-1000）を用いて、足部皮膚刺激の感覚活動シグナルを検出することができた。また、ラット下肢の運動制御に必要な制御プログラムの開発を引き続き行い、より滑らかなmuscle synergyによる複数筋のコントロールが可能な制御プログラムを開発した。また、感覚再建に必要な末梢神経への感覚神経細胞移植による感覚分散支配の検証も行っている。坐骨神経切断モデルに胎児の後根神経節細胞を切断遠位の末梢神経に移植し、３ヶ月後に組織評価を行った。神経細胞は生着し、感覚神経再生による感覚受容器の再支配を確認した。今後、細胞移植モデルでの感覚活動電位記録を行い、本研究の目的である感覚ニューロン移植により生体内で感覚情報を獲得し、末梢レベルで感覚運動変換を通じて運動指令を生み出す、全く新しい感覚運動統合制御システムの開発を目指す。

より正確な運動制御を行うためには、表在感覚や深部感覚、視覚など多様なモーダリティからの感覚情報を利用して運動を修正する感覚フィードバック制御が不可欠である。本研究では末梢神経内感覚ニューロン移植により、失われた感覚情報も同時に再建し、選択的感覚活動シグナルを検出可能な末梢神経インターフェイスと暗黙知による運動制御を可能とする人工知能により、体性感覚フィードバックを有した高度な運動制御を可能とする新規麻痺治療技術の開発を目指している。本年度は上記の目的に必要な基盤技術の開発を行ってきた。齧歯類の四肢にある細い感覚神経に装着可能な表面電極を作成し、感覚神経活動シグナルを記録できることを確認した。微細加工技術を用いて医療用シリコンと直径50umのステンレスワイヤーを用いて表面電極を作成し、ラット坐骨神経切断直後、断端遠位に装着した表面電極とポリグラフシステム（RMT-1000）を用いて、足部皮膚刺激の感覚活動シグナルを検出することができた。また、ラット下肢の運動制御に必要な制御プログラムの開発を引き続き行い、より滑らかなmuscle synergyによる複数筋のコントロールが可能な制御プログラムを開発した。また、感覚再建に必要な末梢神経への感覚神経細胞移植による感覚分散支配の検証も行っている。坐骨神経切断モデルに胎児の後根神経節細胞を切断遠位の末梢神経に移植し、３ヶ月後に組織評価を行った。神経細胞は生着し、感覚神経再生による感覚受容器の再支配を確認した。今後、細胞移植モデルでの感覚活動電位記録を行い、本研究の目的である感覚ニューロン移植により生体内で感覚情報を獲得し、末梢レベルで感覚運動変換を通じて運動指令を生み出す、全く新しい感覚運動統合制御システムの開発を目指す。