脳脊髄インターフェース？ 「脳コンピューターインターフェース」？単語一つ違いで下半身麻痺患者が再び歩けるようになる

2025年の初め、上海の復旦大学付属中山病院の影のないランプの下で、奇跡の「神経バイパス」手術が医学の歴史を書き換えた。 34歳のシャオリンという患者の体内に、米粒大の電極チップ2個が埋め込まれた。 2年間麻痺していた彼の足は、脳の命令を「理解」し、当初は立ち上がれないと診断されていたにもかかわらず、死から「蘇る」ことができた。

その後3か月以上にわたり、復旦大学の研究チームは脳脊髄インターフェース技術を使用した臨床概念検証手術を3回完了し、いずれも大きな成果を上げました。 CCTV Videoや人民日報などの主流メディアがこの大きな進展を報じた。

静かな湖に石が投げ込まれたかのように、この研究結果は世界中の医学界に大きな波紋を巻き起こした。

では、脳脊髄インターフェース技術とは何でしょうか?脳コンピューターインターフェースとどう違うのでしょうか?この技術はブラックテクノロジーなのか、それとも医療革命なのか?

手術から12日後、シャオ・リンさんは合同チームの指導の下、リハビリ訓練を受けている（写真は復旦大学公式サイトより）

「不可能」から「可能」へ、麻痺治療のジレンマと突破口

医学界では、脊髄損傷による麻痺は長い間「不治の病」と考えられてきました。外傷や病気により脊髄が損傷すると、脳からの動きの命令が手足に伝わらなくなり、患者は徐々に筋肉の制御を失い、永久に車椅子生活を送ることになる場合もあります。

統計によると、中国には374万人の脊髄損傷患者がおり、毎年約9万人の新たな脊髄損傷患者が増えている。彼らの多くは若く、最も働き盛りの時期でしたが、ある事故が彼らの人生の軌跡を完全に変えてしまいました。

簡単に言えば、脳脊髄インターフェース技術では、医師が脳と脊髄に非常に小さな電極を埋め込みます。これらの電極は、動きたいという欲求を示す脳からの信号を捉えることができます。その後、巧妙なアルゴリズムによって、信号は脊髄が理解できる「言語」に翻訳され、電気刺激を通じて脊髄に伝達されます。これは、下肢の動きを制御する「錠前」を鍵を使って開けるようなもので、脳の命令が損傷した神経を迂回して下肢に直接「動け」と指示し、麻痺した患者が歩行能力を取り戻すことを可能にする。

このテクノロジーの鍵は、精度とリアルタイムのパフォーマンスにあります。脳の信号は複雑な電気波の海のようなもので、脳脊髄インターフェース技術では、この海の中で動作の意図を表す特定の波形を正確に捉える必要があります。これには高精度の電極装置が必要なだけでなく、強力な人工知能アルゴリズムも必要です。

復旦大学の研究チームが開発した「3in1」脳脊髄インターフェース技術は、脳信号のデコード、電気刺激の最適化、神経経路の再構築という3つの技術を統合し、効率的で正確な治療システムを形成するという点でユニークです。核心は「安定性、正確性、高速性」にある。チームが開発した軽量AIアルゴリズムモデルは、「スーパー翻訳機」のように、脳の運動指令（足を上げる、歩くなど）を電気刺激信号に素早く変換して脊髄に伝達し、患者の手足が素早く正確に反応し、遅れによる転倒を防ぐことができる。同時に、研究チームはシミュレーションコンピューティングプラットフォームを使用して人体の動きをシミュレートし、効果的な電気刺激パラメータを事前にスクリーニングし、無効なパラメータをスキップし、手術当日に患者が足を持ち上げられるようにすることで、回復時間を大幅に短縮しました。

脳脊髄インターフェース？脳コンピューターインターフェース？違いが分からないなんてバカなことはしないで

「脳脊髄インターフェースと脳コンピュータインターフェースは同じものですか？」脳脊髄インターフェースに関するニュースが発表された後、多くの人がこの疑問を抱くでしょう。実際のところ、「たった 1 語の違い」しかありませんが、両者の間には本質的な違いがあります。

脳コンピューターインターフェース (BCI) と脳脊髄インターフェース (BSI) はどちらも脳信号を中心に据えていますが、その目標と方向性は大きく異なります。脳とコンピューターのインターフェースは、脳の「プラグイン」のようなものです。これは「脳→外部デバイス」間の相互作用に焦点を当てており、患者が思考を通じてロボットアームを制御したり、タイピングしたり、さらにはビデオゲームで遊んだりすることを可能にする。この技術は身体の限界を巧みに回避しますが、患者自身の運動機能を直接回復することはできません。

これに対し、脳脊髄インターフェースは、「脳→脊髄→身体」という閉ループを再構築することに取り組んでいます。外部の機器に頼らず、神経信号を通じて体自身の筋肉を直接活性化します。目標は、患者が足のコントロールを取り戻し、真に「身体の自律的な動き」を実現できるようにすることです。

技術論理の観点から見ると、脳コンピューターインターフェースは、脳の信号を機械的な指示に変換する必要があり、例えば「手を上げたい」という指示を「ロボットアームを上げたい」という指示に変換するなど、複雑なアルゴリズムと外部ハードウェアに依存し、あたかも脳と身体の間に「迂回」チャネルを開いたかのようになります。脳脊髄インターフェースは、「壊れた神経幹線道路の修復」に近い。電極を埋め込み、損傷した脊髄領域の上（脳）と下（脊髄）に「信号中継ステーション」を構築することで、脳の命令が下肢の神経に直接伝わり、損傷した神経経路に橋を架けるのと同じように自然な歩行が可能になります。

侵襲性と適用対象の観点から、脳コンピューターインターフェースは非侵襲性（ヘッドマウントデバイス）と侵襲性（埋め込み電極）の両方があり、その機能は「置換」または「強化」になる傾向があります。脳脊髄インターフェースは手術で埋め込む必要がありますが、本来の機能を回復できるという利点があり、不完全な脊髄損傷や筋萎縮のない患者に適しています。

一言でまとめると、脳コンピューターインターフェースは、能力の限界を広げる「人間と機械の対話」です。脳脊髄インターフェースは、生命本能を修復する「人間と自身の身体との対話」です。

将来的にはこの2つが統合されるのでしょうか?全然可能ですよ！たとえば、BCI を使用して外骨格を制御して歩行を補助すると同時に、BSI を使用して自身の筋肉を活性化し、二重のリハビリテーションを実現します。

シャオリンちゃんの手術後の最初の経過観察（写真は復旦大学公式サイトより）

「信号転送ステーション」から「いかだを放棄して着陸」まで、脳脊髄インターフェースの未来は有望

約4時間の低侵襲手術により、直径わずか1mmほどの電極チップ2個が小林さんの脳運動野と脊髄硬膜外に正確に埋め込まれたとき、生命の奇跡が静かに起こっていた。

手術後の初日、長年休眠状態にあった右脚の筋肉がわずかに震え始めました。 3日目に、脳の命令によって両下肢が初めて同期して動きました。 10日目には、患者は両下肢の歩幅と歩行を独立して制御できるようになりました。 49日目、シャオリンさんは吊り下げ式の歩行器を使って自力で歩くことができた。この信じられないような進歩の背後には、10年以上にわたる中国の科学者の粘り強さがあり、脊髄損傷の治療に新たな道を開いた。

さらに興味深いのは、復旦大学の研究チームが、被験者の脳脊髄インターフェースが神経リモデリングに与える影響も観察したことです。小林さんは手術後2週間も経たないうちに神経リモデリング効果を示しました。

「脳脊髄インターフェースを埋め込み、3～5年のリハビリ訓練を行えば、患者の神経は再接続され、再形成されることが期待され、最終的には、生涯この装置に頼るのではなく、装置を外すことができるようになるかもしれない。」研究メンバーは「いかだを放棄して岸に上陸するのが最良の脳脊髄インターフェース技術だ」と信じている。

さらに観察して、その改造の背後にあるメカニズムを理解します。脳脊髄インターフェースの道のりは長いかもしれないが、将来は明るい。