스텐트로이드 기록 배열

Stent-electrode recording array

스텐트로데(Stent-Electrode recording array)는 뇌 속의 혈관에 영구적으로 이식된 스텐트로데(Stent-Electrode recording array)로 개방적인 뇌수술이 필요 없다.현재 컴퓨터 운영체제가 포함된 외부 장치를 제어하기 위해 신경 신호나 생각을 사용하는 [1]마비되거나 팔다리가 없어진 사람들을 위한 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)로 임상시험 중이다.이 장치는 궁극적으로 동력 외골격, 로봇 보형물, 컴퓨터 또는 기타 장치를 제어하는 데 사용될 수 있다.[2]null

이 장치는 2010년부터 이 의료용 임플란트를 개발해 온 호주 신경학자 토마스 옥슬리가 양을 실험에 이용, 고안한 것이다.인체 실험은 운동 뉴런 질환의 일종인 근위축성 측경화증을 앓고 있는 두 명의 참가자를 중심으로 2020년 11월 시작됐다.[1][3]두 환자는 스텐트로데 뇌-컴퓨터 인터페이스를 통해 직접적인 사고를 이용해 문자, 이메일, 쇼핑, 은행 등 운영체제를 무선으로 제어할 수 있게 돼 뇌-컴퓨터 인터페이스가 환자의 혈관을 통해 이식된 첫 사례로 기록돼 개방 뇌수술의 필요성을 없앴다.null

FDA는 2020년 8월 이 기구에 획기적인 지정을 허가했다.[4]null

개요

옥슬리는 2010년 자영 회사 싱크를 통해 임플란트를 개발하기 시작했다.[5][6]소형 임플란트는 니티놀 내분자 스텐트에 탑재된 백금으로 만든 전극 배열이다.이 장치는 길이가 약 5cm이고 직경이 최대 4mm이다.[7]이 임플란트는 생각을 감지하고 움직임을 자극할 수 있다는 뜻의 쌍방향 의사소통이 가능하여, 본질적으로 뇌 내에서 피드백 루프 역할을 하며, 척수 손상을 입은 사람들을 돕고 로봇 의족을 생각으로 조종할 수 있는 잠재적인 응용을 제공한다.[8][9][10]null

옥슬리와 멜버른대 연구팀이 개발한 스텐트로데 장치는 [11]경정맥을 통해 운동피질과 감각피질에 가까운 피질조직 옆에 있는 혈관에 이식돼 개방적인 뇌수술을 피할 수 있다.[5]혈관을 통해 삽입하면 뇌조직의 직접적인 침투와 손상을 피할 수 있다.혈액 응고 우려에 대해 옥슬리는 신경학자들이 혈관을 열어두기 위해 환자의 뇌에 영구적인 스텐트를 일상적으로 사용한다고 말한다.[5]일단 자리를 잡으면 뇌에 가까운 혈관벽에 전극을 대고 눌러 신경정보를 기록하고 전류를 목표 부위에 직접 전달할 수 있다.[7]이 신호들은 포착되어 가슴에 이식된 무선 안테나 유닛으로 보내지며, 이 유닛은 외부 수신기로 전송된다.환자는 보조 기술과 상호작용하는 컴퓨터 운영 체제를 제어하는 방법을 배워야 할 것이다.null

스텐트로데 기술은 2018년 11월 호주 멜버른 인간연구윤리위원회의 세인트빈센트 병원으로부터 인간실험이 승인되는 등 양과 인간을 대상으로 실험해 왔다.[12][3]옥슬리는 원래 인간 임상실험이 마비된 사람들이 전동 휠체어나 심지어 전동 외골격까지 작동시키기 위한 움직임을 회복하는 데 도움이 될 것으로 기대한다고 말했다.[7]하지만 그는 임상실험을 시작하기 전에 초점을 바꿨다.옥슬리와 동료들은 스텐트로데가 마비가 있는 환자들에게서 기능적 독립성을 회복할 수 있는 능력을 평가하기 시작했으며, 그들이 일상생활을 할 수 있도록 했다.[13]임상 연구 결과는 스텐트로드가 장착된 두 명의 ALS 환자가 직접적인 사고와 큐어 항법용 눈 추적 기술의 도움을 통해 문자 및 타이핑 제어 방법을 배울 수 있는 능력을 입증했다.[14]사용 후 3개월 이내에 최소 92%의 정확도로 이를 달성했으며, 최대 9개월(2020년 11월 기준)까지 그 능력을 계속 유지했다.[14]본 연구는 데이터 전송률이 개방 뇌수술을 필요로 하는 시스템만큼 높지 않을 수 있다는 일부의 비판을 불식시키는 데 도움을 주었으며, 자동 보조, 전용 수술 공간 또는 값비싼 기계가 필요 없는 잘 확립된 신경간섭 기법을 사용할 경우의 이점도 지적했다.[citation needed]null

선발된 환자는 뇌졸중, 척수 손상, ALS, 근위축증, 절단 등을 겪은 사람 등 사지가 마비되거나 실종된 사람들이다.[5][7]null

참고 항목

참조

  1. ^ a b "Brain implant allows mind control of computers in first human trials". New Atlas. 5 November 2020. Retrieved 8 November 2020.
  2. ^ "Minimally Invasive "Stentrode" Shows Potential as Neural Interface for Brain". DARPA. 2016-02-08. Retrieved 9 February 2016.
  3. ^ a b Oxley, TJ; Yoo, PE (2020). "Motor neuroprosthesis implanted with neurointerventional surgery improves capacity for activities of daily living tasks in severe paralysis: first in human experience" (PDF). Journal of NeuroInterventional Surgery. 13 (2): neurintsurg-2020-016862. doi:10.1136/neurintsurg-2020-016862. PMC 7848062. PMID 33115813.
  4. ^ "Stentrode brain-computer interface receives breakthrough device designation from FDA". Neuro News. BIBA Medical. 28 August 2020. Retrieved 18 January 2021.
  5. ^ a b c d Strickland, Eliza (2017-04-12). "5 Neuroscience Experts Weigh in on Elon Musk's Mysterious "Neural Lace" Company". IEEE Spectrum. Retrieved 2021-09-08.{{cite web}}: CS1 maint : url-status (링크)
  6. ^ 동기화.2018년 12월 31일 접속.
  7. ^ a b c d 큰 수술 없이 뇌를 자극한다.멜버른 대학인 Catriona May.Purchase에서 발행함.2018년 12월 4일.
  8. ^ 만성적으로 이식된 최소 침습성 전극 배열을 통해 양 운동 피질의 초점 자극이 내 운동 피질의 초점 자극.니콜라스 L.Opie, Sam E. John, Gil S. Rind, Stephen M. Ronayne, Yan T. Wong, Gulia Gerboni, Peter E.유, 티모시 J. H. Lovell, 테오도르 C. M. 스코다스, 스테판 L.윌슨, 앤서니 도넘, 토마스 베일, 테렌스 제이 오브라이언, 데이비드 B.그레이든, 클라이브 N5월, 그리고 토마스 J. 옥슬리.자연 - 생물 의학 엔지니어링, 2018년 12월 3일, pp: 907–914 doi:10.1038/s41551-018-0321-z
  9. ^ 마비된 사람들을 다시 일으켜 세울 수 있는 새로운 장치.멜버른의 대학교.2016년 2월 8일.
  10. ^ 임플란트는 혈관 안에서 뇌를 자극한다.메간 스커드엘라리.
  11. ^ "Brain-Computer Interfaces Evolve to Help People With Paralysis". interestingengineering.com. 2021-10-19. Retrieved 2021-10-24.
  12. ^ 생각을 전달하는 디지털 척수.토마스 옥슬리, TEDxSydney.
  13. ^ Articles·, FeaturedNeurologyNeuroscienceNeuroscience VideosNeurotechOpen Neuroscience (2020-10-28). "Small Brain Device Proves Big Game Changer for Severely Paralyzed Patients". Neuroscience News. Retrieved 2021-10-24.
  14. ^ a b Oxley, Thomas J.; et al. (2021). "Motor neuroprosthesis implanted with neurointerventional surgery improves capacity for activities of daily living tasks in severe paralysis: first in-human experience". Journal of NeuroInterventional Surgery. Society of Neurointerventional Surgery. 13 (2): 102–108. doi:10.1136/neurintsurg-2020-016862. PMC 7848062. PMID 33115813. Retrieved 18 January 2021.