ロボットハーネスと脳細胞を刺激するように設計された特殊な化学物質を用いた綿密な訓練により、脊髄損傷を受けたラットは歩行を再学習することができました。スイスの科学者たちは、この実験は脊髄損傷による麻痺を患う人間が神経活動をある程度回復できる可能性を示唆していると述べています。
この治療法は、神経系に本来備わっている可塑性、つまり神経ネットワークを再構成して様々なタスクを遂行できる性質を利用しています。ラットの運動野の領域は、脊髄損傷によって麻痺していた後肢と新たな接続を確立することができ、これは人間の脊髄麻痺に類似しています。
スイス連邦工科大学のグレゴワール・クルティーヌ率いる研究者によると、神経系には自ら経路を変える能力があるにもかかわらず、人間の脊髄損傷の半数は麻痺につながるという。しかし、神経補綴（この場合は電気化学的治療）とロボット支援装置を用いれば、最も重篤な損傷であっても経路を変えることができる。その鍵は、休眠中の脊柱を覚醒させることだと研究者らは述べている。
これは、最近見られた脳由来の運動制御を用いたロボット介在麻痺治療とは異なります。その研究では、患者の頭蓋内に装置を装着し、思考に基づいてロボットアームを操作しました。今回の治療は生理学的なものであり、休眠中のニューロンに新たな接続を促し、手足を直接動かすものです。
まず、クルティーヌ氏らは、脊髄ニューロン上のドーパミン、アドレナリン、セロトニン受容体に結合する化学物質カクテルをラットに注入した。これにより、健康な脊髄経路で通常放出される神経伝達物質が置き換えられた。ニューロンをプライミングしてから数分後、研究チームは脊柱管に埋め込まれた電極を通してラットの脊髄を刺激した。これにより、活性化したニューロンに電気信号が送られた。その後、ラットは再び四肢を動かすための訓練を受ける必要があった。受傷から1週間以内に、ラットはトレッドミルに乗り、新たな神経接続を形成し始めた。
コートリン氏らは、ラットがトレッドミル上で立っている間、体を支える小さなラット用ベストを製作した。このベストはラットを後ろ足で立たせ、麻痺した後ろ足を使って直立歩行を強いる。ラットは反対側にあるチョコレートに向かって移動しようとし、この「意志力に基づく訓練」によって徐々に新しい神経線維が形成されたと研究者らは述べている。
2週間の訓練後、ラットは麻痺した足で初めて自発的に歩き始めました。5～6週間以内に、研究に参加したすべてのラットが、長時間、後ろ足で二足歩行できるようになったと、Courtineらは述べています。
「これは神経リハビリテーションのワールドカップです」と、クルティーヌ氏はEPFLのニュースリリースで述べた。「私たちのラットは、ほんの数週間前まで完全に麻痺していたにもかかわらず、アスリートになったのです。つまり、随意運動が100%回復したということです。」
しかし、ヒトへの応用はまだ遠い道のりです。しかし、EPFLによると、ヒト臨床試験はすでに開始されており、2年以内にチューリッヒで開始される予定です。
この論文は今週の『サイエンス』誌に掲載される予定だ。
