微小神経学のライバル、ニューラリンクが人間の脳インプラントを試験中

ニューヨーク市のマウント・サイナイ病院の手術室の照明が暗くなる中、ジョシュア・ピーダーソン医師は歴史を作る準備をしていました。

マウント・サイナイ・ヘルス・システムの神経外科部長であるペダーソン氏は、手術室で長時間過ごすことに慣れている。 元体操競技選手である彼は、これまでのキャリアの中で 6,500 以上のルーティンをこなしており、ルーティンのリハーサルをしているかのように、それぞれのステップを視覚化していると語った。

4月のこの朝、ピーダーソンさんは髄膜腫切除、つまり良性の脳腫瘍を切除する準備をしていた。 ペダーソン氏は、自分の主な焦点は常に患者ケアだが、場合によっては科学の進歩にも貢献できると語った。

この手順もそのようなケースの 1 つでした。

ペダーソンが手術室の席に着くと、小さな群衆が集まり、目の前の患者を照らす明るい白い光で彼のシルエットが輝いた。 医療従事者、科学者、CNBCが急いで前に駆けつけ、中には窓越しに見守る人もいたが、ペダーソン博士が初めて患者の脳の表面にPrecision Neuroscience社の4つの電極アレイを設置する様子を見守った。

電極は電気信号を検出して送信できる小さなセンサーであり、アレイは電極のネットワークです。 脳神経外科医は、一部の手術中に電極を使用して、言語や運動を制御する領域などの脳の重要な部分を監視および回避します。

Precision は、ブレイン コンピューター インターフェイス (BCI) を構築している創業 3 年の新興企業です。 BCI は、神経信号をデコードし、外部テクノロジーのコマンドに変換するシステムです。 おそらく、この分野で最も有名な企業は、次の企業が所有する Neuralink でしょう。 テスラ そしてSpaceXのCEOイーロン・マスク氏。

Synchron や Paradromics などの他の企業も BCI システムを開発していますが、目的や設計は異なります。 同社のウェブサイトによると、プレシジョンのシステムの最初の用途は、重度の麻痺患者が言語や運動などの機能を取り戻すのを支援することになるという。

Precision の主要な BCI は、レイヤー 7 皮質インターフェイスと呼ばれます。 これは、人間の髪の毛よりも薄く、黄色いテープに似た小さな電極の配列です。 各アレイは 1,024 個の電極で構成されており、プレシジョンによれば、組織を損傷することなく脳の表面に適合できるという。

ピーダーソン氏が4月の手術中に同社のアレイを4台使用したところ、リアルタイムで脳に配置された電極の最多記録を樹立したとPrecisionは報じた。 しかし、おそらくもっと重要なことは、アレイが患者の個々の指からの信号を検出できたことであり、これは標準的な電極が検出できるよりもはるかに詳細な量です。

マウント・サイナイのアイカーン医科大学の神経学、神経外科、神経科学の助教授イグナシオ・サエズ氏は、プレシジョンの電極アレイを使用することは、低解像度の画像を4K画像に変換するようなものだと述べた。 サエズ氏と彼のチームは、マウント・サイナイにおけるプレシジョンの取り組みを監督しています。

「10個の電極を用意する代わりに、1,000個の電極をくれます」とサエズ氏はCNBCのインタビューで語った。 「同じ基本的な神経活動を何らかの形で反映しているにもかかわらず、得られる深さ、解像度、詳細は大きく異なります。」

ペダーソン氏は、このレベルの詳細を達成することで、将来的に医師が手術やその他の介入においてより敏感になる可能性があると述べた。 Precision にとって、患者が細かい運動制御を取り戻すのを最終的に支援するために、個々の指からの信号を記録およびデコードする機能は非常に重要です。

このデータは Precision にとって大きなマイルストーンを表しますが、その高い目標の一部を達成するにはまだ長い道のりがあります。 同社はまだFDAの承認取得に取り組んでいるが、同社の技術のより持続可能なバージョンを患者に埋め込むにはまだ至っていない。

「これらはブレイン・コンピューター・インターフェースという最終目標に向けた小さな一歩だと思います」とペダーソン氏はCNBCのインタビューで語った。

手術室の中

4月のピーダーソンの手術は、プレシジョンにとって初めてのロデオではなかった。 実際、同社が人間の患者の脳にビームを照射するのはこれで14回目となる。

プレシジョンは、学術医療センターや医療システムと提携して、一連のファーストインヒューマン臨床研究を実施しています。 それぞれの研究の目的は異なり、同社は3月にマウント・シナイとの協力を発表した。

マウント・サイナイでは、プレシジョン社は、手術中の脳の監視にキットをどのように使用できるかなど、臨床現場でのキットのさまざまな用途を検討しています。 これらの手術では、ピーダーソン氏のような外科医は、医学的理由で既に脳手術を受けている患者にプレシジョン アレイを一時的に装着します。

患者様は事前に参加に同意いただいております。

脳神経外科医がこの種の処置中に電極を使用して脳信号をマッピングするのは一般的です。 ペダーセン氏は、現在受け入れられている慣行は4本から100本近くの電極を使用することであり、テストを準備していた4,096本の電極とは程遠いと述べた。

精密アレイはこれらの手術のごく一部で使用されるため、実際に手術が開始されると、CNBC は 4 月に手術室に加わりました。

匿名を希望した患者は眠っていた。 ピーダーソン氏のチームはすでに頭蓋骨の一部を切除しており、クレジットカードほどの大きさの穴が残っていた。 4 つの Precision アレイが近くのテーブルに注意深く置かれました。

患者が安定すると、プレシジョン担当者が手術室に入りました。 彼らは、患者の頭の穴の周りに弧を描くようにアレイを取り付け、もう一方の端にある長い青色のワイヤーの束を、機器と監視装置でいっぱいのカートに接続するのを手伝いました。

プレシジョン社の共同創設者兼最高科学責任者であるベンジャミン・ラポポート博士は静かに見守っていた。 大手術には必ずリスクが伴うが、脳神経外科医の冷静沈着な態度は決して揺るがなかった。 同氏はCNBCに対し、特に同社はまだ学習中であるため、新たな訴訟はそれぞれ前回の訴訟に負けず劣らず刺激的だと語った。

プレシジョン社の準備が完了すると、ペダーソン氏は手術室に入った。 彼はセットアップの最終調整を手伝い、手術室の頭上の照明が消されました。

絶え間なく続いていたおしゃべりは静まり、静かなささやき声に変わった。 ピーダーソンは出発する準備ができていました。

彼はまず、硬膜と呼ばれる線維性の膜を注意深く引き戻し、脳の表面を露出させた。 彼は標準的な電極ストリップを組織上に数分間配置し、その後、Precision テクノロジーをテストする時間になりました。

ペダーソン氏は、ロングバヨネット鉗子と呼ばれる黄色の鉗子を使用して、Precision の 4 つの電極アレイを患者の脳に配置し始めました。 最初の 2 つの配列は簡単に配置できましたが、最後の 2 つは少し難しかったです。

ペダーソン氏は脳組織のごく一部を研究していたため、アレイを平らに置くためには正しい角度にする必要があることを意味しました。 参考までに、輪ゴム程度の表面積内に 4 本の別々の巻尺の端を配置することを想像してください。 少し再構成が必要でしたが、数分後に Pederson がそれを完了させました。

患者の脳活動の画像は、手術室の精密モニターを介してリアルタイムで表示されました。 4 つのアレイすべてが動作していました。

手術後のインタビューでペダーソン氏は、4つのアレイを一度に配置するのは「複雑」で「少しぎこちない」と述べた。 設計の観点から見ると、接触点の数が 2 倍の 2 つのアレイ、または間隔が広い 2 つの長いアレイが有益だったと同氏は述べました。

ペダーソンはアレイをパスタに例えましたが、その説明は適切でした。 CNBCが見ていた場所からは、どこで止まり、次が始まったのかを見分けるのは困難でした。

すべてのアレイが配置され、信号が効果的に検出されると、Precision の Rapoport と彼のチームは観察者と並んでデータ収集の監督を支援しました。 同氏は、この研究は企業、医療制度、そして現段階ではテクノロジーの利点を理解できない患者の真のチーム努力の成果であると述べた。

「このようなことを前進させるには村が必要だ」とラポポート氏は語った。

CNBCはペダーソン氏が腫瘍の切除を始めると手術室を出たが、症例はうまくいったと述べた。 手術が脳のその部分で行われたため、患者はその後目覚めると足に多少の脱力感を感じたが、ペダーソン氏は足は3～4週間以内に回復すると予想していると語った。

ラポポート氏はプレシジョンでの役割のため、この特定の手術に立ち会いましたが、マウント・サイナイの手術室についてはよく知っています。

ラポポートは現役の外科医であり、マウント・サイナイのアイカーン医科大学で脳神経外科の助教授を務めています。 ラポポート氏はピーダーソン氏の直属であり、ピーダーソン氏によると、ラポポート氏がワイル・コーネル医科大学の研修医だった頃から二人は知り合いだったという。

BCI の競合会社 Synchron の CEO である Thomas Oxley 博士も、Pederson の下で教員を務めています。 シンクロンは、患者の血管に挿入できるステント状の BCI を開発しました。 2月初旬の時点で、同社は10人の人間の患者にそのシステムを埋め込んだ。 FDAの承認取得にも取り組んでいる。

ピーダーソン氏はシンクロン社の株式を所有しているが、それがシンクロンチームとの研究に参加することをどれだけ妨げられるか理解していないとCNBCに語った。 彼はプレシジョン社に現金投資をしていません。

「私はプレシジョン社に金銭的な関心をまったく持ちたくなかった。なぜなら、プレシジョン社には同様に有望な将来があると考えていたからであり、できるだけ早く科学を進歩させたかったからである」とペダーソン氏は語った。

ラポポート氏は2017年にマスク氏のニューラリンク社の設立にも貢献したが、マスク氏は翌年同社を辞めた。 Neuralink のレポートによると、Neuralink は脳組織に直接挿入するように設計された BCI デバイスを開発中で、最近同社は 2 人目の人間の患者にそれを埋め込む承認を取得しました。 ウォールストリートジャーナル 月曜日に。

ペダーソン氏は、ブレイン・コンピューター・インターフェース業界のペースが加速しており、科学者が脳について理解している量は今後数年間で「爆発的に」増​​加すると述べた。 Precision のような企業はまだ始まったばかりです。

「ワクワクするのは未来だと本当に感じています」とピーダーソン氏は語った。

ラポポート氏によると、プレシジョンは自社システムの有線バージョンについて「数カ月以内に」FDAの承認を得たいとしている。 CNBCが手術室で見たこのバージョンは、病院または監視下の治療室で一度に最大30日間使用できると同氏は述べた。

信号を無線で送信するプレシジョンの永久インプラントは、食品医薬品局との個別の承認プロセスを経る。

ラポポート氏は、プレシジョン社は年末までに自社技術の有線バージョンを「数十人」の患者に移植したいと述べた。 同氏は、データを収集することで、同社は動きや音声信号をリアルタイムで解読する能力に「非常に高いレベルの信頼」を得ることができると述べた。

「数年以内に、この技術のより高度なバージョンが登場するでしょう」とラポポート氏は語った。