脳科学研究戦略推進プログラム
ワークショップ報告書
開催目次
講演 ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか
講演1

BMIリハビリテーションの新たな可能性 ………………………… 01
慶應義塾大学医学部

里宇 明元

講演2

低侵襲型BMIによる運動、コミュニケーションの再建
大阪大学大学院医学系研究科

…… 04

吉峰 俊樹

講演3

非侵襲型BMIによる障害者自立支援 ……………………………… 07
国立障害者リハビリテーションセンター研究所

神作 憲司

パネルディスカッション 実用化に向けての期待
パネリスト発表 ……………………………………………………………… 10
総合討論 ………………………………………………………………………… 14

体験展示 …………………………………………………………………………………… 17

講演 1

BMIリハビリテーションの新たな可能性
里宇 明元（りう めいげん）慶應義塾大学医学部リハビリテーション医学教室

教授

略歴
1979年3月 慶應義塾大学医学部卒業。1984年6月 米国ミネソタ大学リハビリテーション科
レジデント研修。1987年3月 日本リハビリテーション医学会専門医取得。1989年1月 医学博士号取得（慶應義塾大学）。2002年5月 慶應義塾大学医学部助教授（リハビリテーション医学）。2004年4月より現職。2008年6月〜2012年5月 日本リハビリテーション医学会理事長。
専門はリハビリテーション医学。特に運動生理学、中枢神経可塑性。現在はブレイン・マシン・イ
ンターフェース、宇宙医学に関心を持つ。

本日は、ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）がリ手法を開発しました。

ハビリテーション（リハビリ）にどのようにいかせるかについて、文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム（脳プ

機能代償型BMIロ）」で行ってきた研究を中心に御紹介いたします。
まず、機能代償型BMIですが、通常、「セカンドライフⓇ」
内のキャラクターはキーボードで操作しますが、私たちは、

リハビリ治療とBMI

脳波からイメージの内容を解読し、キャラクターの動きを
リハビリ治療では、障害の予防、回復、代償をバランス制御する方法を開発しました。被験者が足を動かすことをよく組み合わせ、チームで対象者の機能の向上・生活の自イメージ するとキャラクターが 前進し、左手を動かすイ

立・QOL（生活の質）の向上・社会参加を目指します。私

メージでは左に、右手を動かすイメージでは右に曲がります

たちは、脳機能の一部と機械を融合させ、念じただけで外（図1）。このシステムを在宅の筋ジストロフィーの方に実界を操作する技術であるBMIが、失われた機能の代償、回際に使用していただき、「セカンドライフⓇ」の中で待ち合わ

復によりリハビリの目的の実現に役立つことを期待し、研せするという実証実験を行ったところ、キャラクターを動か究を進めてまいりました。

し、出会うことができました（ビデオ上映）。
このように、機能代償型BMIは、失われた機能を補い、生活を豊かにするための技術と言えます。

脳プロにおけるBMI研究
脳プロ課題Aでは、脳情報を低侵襲的もしくは非侵襲

上肢麻痺の治療とBMI的に解読し、身体機能の回復、補完を可能とするBMIを開発して臨床応用することを目指しています。全国の基機能回復型BMIについては、脳卒中を対象に研究を進め

礎研究、技術開発、臨床応用の研究者がチームを組み、ています。脳卒中後、60％の方は歩行や日常生活が自立さ2008年から5年間、研究を進めてまいりました。

れるのに対し、手が実用的に使えるようになる方は20％と慶 應 義 塾 大学では、緊密な医 工 連 携の下に非侵襲 型

限られています。麻痺手の回復は難しいと考えられ、従来のBMIの臨床応用に向けた研究を進めています。これまでリハビリでは、利き手交換（非利き手で字を書く練習）や、に、機能代償 型B MIに関しては、脳波を使 用し、手足の両手動作を片手で行うなどの代償的アプローチが中心でⓇ

不自由な方が思っただけで「セカンドライフ 」（米リン

した。ところが近年の神経科学研究は、成熟脳にも可塑性

デン・ラボ社が開発したインターネット上の仮想空間）のがあることを示しており、麻痺そのものの回復を促すアプ

キャラクターを操ることを可能にしました。機能回復 型

ローチが注目されています。
そ の 一つに、私 たち が 開 発した H A N D S（ H y b r i d

BMIに関しては、重度片麻痺の回復を促すBMIリハビリ

01

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか

講演 1

Assistive Neuromuscular Dynamic Stimulation）

ると、星印のカーソルが青いエリアに移動します。すると、療法があります。これは、脳卒中になると麻痺した手指を麻痺手に装着した電動装具により指が開くというシステム

グッと握りしめて開くことができない方が多いことから、です（図2）。イメージに伴う脳波変化の視覚的フィードバッ

指を開く筋肉を電気刺激で補助して使いやすくする装置でクと、指が実際に開かれることによる体性感覚のフィードす。日中起きている間はずっと装着していただき、日常生活

バックを与えることにより、当初、記録できなかった筋電がでの使用を促します。既に200例以上の経験があり、そのリハビリ後にははっきりと記録され、筋肉が働くようになり有効性を論文でも報告しています。指を伸ばす筋肉の筋電ます。さらに、イメージしても変化しなかった脳波が、大きくが記録できる方であれば使えるので、比較的重度の方にも変化するようになります。このように、BMIリハビリにより、適応可能ですが、筋電を記録できない完全麻痺の方には使

麻痺手に筋活動が誘発可能なことを実証したのは世界でえません。そこにBMIの役割があると考え、研究を進めてま初めてです。脳血流の変化をfMRI（functional Magnetic

いりました。

Resonance Imaging：機能的磁気共鳴画像）で見ると、最初は変化がありませんでしたが、リハビリ後は運動に関わる領域の血流が増えていることが分かりました（ビデオ機能回復型BMI

上映）。
私たちは、BMIニューロフィードバックを用いて重度麻痺

8名の方での治療成果ですが、当初指を開こうとしてもの治療を行っています。すなわち、ほとんど指を伸ばす筋

筋電が全く記録できなかった6名中4名で筋電が記録でき肉の活動が見られない重度の方に、コンピュータスクリーンるようになりました。また、筋肉が過剰に収縮してうまくの前で、麻痺した指を伸ばすことをイメージしていただきま

握ったり開いたりできない方が、リラックスして開けるようす。そのときに起こる脳波変化を捉え、うまくイメージできになりました。慢性期にも関わらず、麻痺や手指の突っ張り

図1

機能代償型BMI

頭皮上脳波から脳活動を非侵襲的に解読「エージェント制御システム」「上肢把持装具の制御システム」（インターネット上仮想現実社会「セカンドライフⓇ」（麻痺肢に装着した電動式装具を念じるのキャラクターを操作）
だけで操作）

頭皮上脳波から高い精度で運動イメージに関連した情報を取り出す信号処理方法を考案し、インターネット上の仮想世
内のキャラクターの制御及び、脳波BMIにより手関節と手指を動かすことが可能な電動装具
界である「セカンドライフⓇ」の開発に成功した。

02

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか

講演 1が改善した方が5名、日常生活における上肢の使用が増え今後の展望た方が5名おられました。現在、10日間の入院で集中的な
BMIリハビリを行い、その効果を検証しています。

BMI研究はまだ途上ですので、本当に効果があるかを確かめるべく、現在、無作為化比較試験を行っています。また、
実用的なBMIシステムの開発に向け、実際の訓練場面で使え

BMIのリハビリへの応用

るシステムを試作し、その効果を検証しています。旧タイプの
麻痺手に対するリハビリ戦略ですが、指を一本一本動

BMIと比較すると、麻痺の回復度合い及び、日常生活での上かせる方は、従来のリハビリまたは麻痺のない側の手を肢使用の増加がより大きいという結果が出ています。今後、電抑制して麻痺手の使 用を促す抑制 療 法の対 象となりま池で動き、脳波電極をヘッドフォンのように簡単に装着でき、す。指が一本一本動かせない方は、指を伸ばす筋肉の筋

ワイヤレスでどこでも使える製品を開発する予定です。これが電 が 記 録できれば、電 気 刺激で補 助するH A N DS 療 法

実現すれば、ネットワークを利用して在宅やクリニックでリハの適応となり、筋電が記録できない重度例の場合には、ビリをしながら、専門機関と連携して先進的リハビリを受ける

BMIを使用して筋活動の誘発を試みます。それにより筋ことができるようになると期待しています。

電が 記録できるようになれば、HANDS療法に移行しま

本日、利用者の立場からのいろいろなお話を伺い、引き続きす。このように、BMIの導入により、軽度から重度までのできる限り臨床で役立てられるよう、これからも研究を続けて手の麻痺に対応できる可能性が広がってきています。

まいりたいと考えています。御清聴ありがとうございました。

機能回復型BMI

トレーニング前

（Hz）
50

脳波

BMI

トレーニング後

40

Power

図2

30
20

頭皮脳波

10

運動関連
脳波の検出

筋電図

2

4

6

8

10
（秒）

2

時間

4

6

8

10
（秒）

時間
前

検出状態の
フィードバック

fMRI
後

電動装具に
よる介助

麻痺側の指を伸ばそうとイメージした時の脳波変化を視覚的にフィードバックし、うまくイメージできたと判断された際には、麻痺側手指を電動装具で伸展するシステム。トレーニングにより運動企図時の脳波変化の増強と手指伸筋の筋活動の誘導が確認された。

03

50
0

（μV）
100

0

（μV2）
100

講演 2

低侵襲型BMIによる運動、コミュニケーションの再建
吉峰 俊樹（よしみね としき）
大阪大学大学院医学系研究科脳神経外科教授

略歴1975年3月 大阪大学医学部卒業。1975年4月 大阪大学医学部付属病院 研修。1980年7月
米国メーヨークリニック神経科 研究員。1987年2月 大阪大学脳神経外科 助手。1994年6月
大阪大学脳神経外科 講師。1995年8月 文部省長期在外研究員
（ドイツ、
米国）
。1998年12月
より 現職。2008年6月より筑波大学大学院システム情報工学研究科 客員教授
（兼任）。

候群（TLS）」と言われる状態になります。このような患者

患者さんの生活改善を目指して研究がスタート

さんは、脳自体はしっかりしており、周囲の状況は全部分
かり、きちんと考えることができますが、体や口を動かせません。

本日は、リハビリテーションでも機能の改善が難しい、
重症の神経難病の方を対象とした研究についてお話しし私たちは、このような患者さんの運動や意思伝達を支援たいと思います。その代表は筋萎縮性側索硬化症（ALS）

できればと考え、「低侵襲型BMI」の研究を進めています。

と呼ばれる疾患の方で、我が国には約8,000人いると言われています。病気が進行すると全身の筋肉が萎縮して体を動かせず、しゃべることもままならないため、「閉じ込め症

手の運動に伴う「脳表脳波」の変化

図1

γ帯域

運動
（Hz）
200

dB 7

dB

180

6

160

5

中心溝

4

140

周波数

3

120

-2

2

100

1

80

α・β帯域

4

0

60

-1

40

-2

20

-3
-1500 -1000 -5000500 1000 1500（ミリ秒）

-4

時間
-2

時間・周波数分布

空間分布

対応する脳表Yanagisawa et al, Annals of Neurology 71（3）：353-361,201204

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか

講演 2

す（図1）。手を握る、指でつまむなど、運動の種類が変わ

低侵襲型BMIとはると、脳波のパターンも変わることも分かってきました。そまず、「低侵襲型BMI」とはどういうものか、お話しさせして、その脳波をコンピュータに覚え込ませると、グーチョていただきます。この方法では、手術をし、脳の表面に電極

キパーのうち「どの手を動かそうと考えているのか」をコン（脳表電極）を置きます。手術により体を傷つけるため「侵ピュータが言い当てることができるようになりました。これ

襲的」と言われています。しかし、脳の表面に置くだけで脳は国際電気通信基礎技術研究所（ATR）の川人光男先生と自体を損傷することはありません。そのため、生体の傷害

神谷之康先生との共同研究です。脳波を分析するだけで、は比較的少ない、ということで「低侵襲的」と呼ばれていま

どのような運動をしようとしているのかが分かるわけです。

す。脳の表面に電極を置く手術は、脳神経外科では20年ほ

これを応用すると、グーチョキパーなどを考えるだけで、コ

ど前からてんかん患者さん等の手術前検査として行われてンピュータのカーソルを動かすことができます。更に研究をいます。脳の表面の電極から「脳表脳波」を記録して発作

進め、現在は患者さんが手を握ったり、肘を曲げたりするの原因がどこにあるかを調べたり、重要な脳機能がどこに等の動作をロボットが代行することもできるようになりましあるかを、実際の手術の前に調べたりするためです。このた（図2）。

ような患者さんに御協力いただいて、手の運動をしている

しかし、これまでは、てんかんや難治性疼痛の治療の一ときの脳表脳波を解析したところ、運動をしたときには60段階として手術された患者さんであり、実際のALSの患者ヘルツから200ヘルツ辺りの高い周波数の脳波が出現しま

さんではありませんでした。そこで、ALSの患者さんでもこのBMI装置が安全に使えるかどうかを検証するため、臨床試験が開始されることとなりました。

図2

考えでコンピュータやロボットを操作する

ALS患者さんを対象にした臨床試験

コンピュータのカーソルを上下左右に動かす

この試験は、治療の一環ではなく、臨床試験であるという趣旨に同意いただいた患者さんに参加いただきます。既に人工呼吸器の管理下にあるような重症のALS患者さんが安全に使えることを確認することを目的とし、3名の方を対象とします。この試験は、多くの施設の協力をもって実施されますが、特に経験豊富な大阪難病医療情報センターの専門員の方にも御協力いただくことになっています。また、約
Yanagisawa et al, J Neurosurgery 114（6）：1715-1722, 2011

3週間の入院中は介助役の方が24時間付き添い、患者さん

ロボットハンドで「つかむ、離す」のストレスが少なくなるように配慮しています。この試験では、コンピュータの操作や、文章作成、ロボットアームを動かすといった機能性の評価が目的ですが、一番重要な点は、試験期間を終えると電極を外してしまうことです。これは、コードを体外に出したままでは感染の危険があるためです。したがって、今回の臨床試験に参加しても患者さん自身にとっての個人的利益はないこと、また、感染症のリスクが伴うことを御理解いただいた上で、御協力いただくことになります。

共同研究：国際電気通信基礎技術研究所（川人、神谷）電気通信大学情報理工学部（横井）慶應義塾大学医学部
（里宇、
牛場）

05

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか

講演 2

期待される低侵襲型BMIの機能

侵襲型BMI開発の海外の状況と問題

今回の臨床試験終了後には、実用化を目指した開発段階

手術をし、脳から取り出した信号を使う侵襲型BMIの研に移ります。この段階で、電極や電子回路を体内に埋め込

究は、我が国のほか、米国でも進められています。一つはみ、無線で信号を体外のコンピュータに送るワイヤレスシス

ピッツバーグ大学における脊髄損傷の患者さんの脳の表面テムを開発するわけです。これにより患者さんは自宅でこのに電極を置くもので、もう一つはブラウン大学における脳卒システムを使えるようになります。
（図3）

中の患者さんの脳に多数の針状電極を刺し込む形のものです（高侵襲型BMI）。

では、患者さんはこのようなシステムを自宅でどのようなことに使いたいと考えているのでしょうか？私たちは日本

しかし、現在は、どの研究もまだコードを体外に出した状

ALS協会の皆さんに御協力いただき、アンケート調査を行態の段階です。患者さんが自宅で使うためには、体内埋めいました。その結果、インターネットやメール、書類の作成、込み型のワイヤレスシステムにする必要があります。そして会話文を作って日常会話を行うことのほかに、ロボットアー

製品化するには、医療機器としての承認が必要です。現在、

ムや、体の位置を調整する仕組み、家電機器のスイッチ操

各方面と協議しつつ開発に取り組んでいるところです。御清作、緊急時のアラームなど、実に多数の使い方を希望されて聴ありがとうございました。

いることが分かりました。実用化に際しては、このような御要望に応えられるような支援機器を開発したいと考えています。

図3

自宅で使用可能な埋め込み型「ワイヤレスシステム」
実際の生活の場面で望まれる機能はなにか？

06

講演 3

非侵襲型BMIによる障害者自立支援
神作 憲司（かんさく けんじ）
国立障害者リハビリテーションセンター研究所
脳機能系障害研究部 脳神経科学研究室長
略歴
1995年3月 千葉大学医学部卒業、脳神経外科臨床を経験。2000年9月 千葉大学大学院医学研究科修了、博士（医学）取得。2000年10月 産業技術総合研究所 CREST研究員。2001年10月 米国立衛生研究所 上級客員研究員。2004年2月 生理学研究所 助手。2006年6月 国立障害者リハビリテーションセンター研究所 感覚認知障害研究室長。2010年10月より 現職。

ても自分で様々なことができるようになるのです。

障害者自立支援に向けた
BMI型環境制御システムとはまた、コミュニケーションの補助の例として、当センターと共に研究をしている公立八鹿病院（兵庫県）では、筋萎縮性

本日は、私たちが行っている厚生労働科学研究費 障害

側索硬化症（ALS）の患者さんは、普段から筋電スイッチや者対策総合研究事業による研究を御紹介させていただきピエゾ（圧電）素子センサーを使用しています。これらの入たいと思います。

力装置を用いることにより、レッツ・チャット®（パナソニッ

国立障害者リハビリテーションセンターは、厚生労働省

ク）、伝の心®（日立ケーイーシステムズ）などの市販の意思の施設等機関であり、管理部、自立支援局、病院、学院、そ伝達装置を使用できます。もし装置の入力信号に脳波信号して研究所とで構成されています。研究所が設立されたのを使えるようになれば、筋電信号が得られないような重度のは1984年で、医工、社会、心理学などに焦点を当てた、学麻痺患者さんであっても、同様に装置を制御することができ

際的かつ任務遂行型の研究を行う機関です。私の研究室るのではないかと期待し、私たちは研究を進めています。

でも、医学部と工学部出身の研究者が集まり、こうした研究を行っています。

視覚刺激の工夫

私たちが主に行っているのが、非侵襲型BMIによる環境制御とコミュニケーションの補助です。私たちのシステム

こうした研究の源をたどると、30年程前に既に特定の視では、操作パネル上に配置した、制御対象を模したアイコ

覚刺激を注視した際に生じるP300スペラーというシステム

ンや文字からなる視覚刺激を提示しながら、頭皮上に装が考案されています。当時はコンピュータの処理速度も遅

着した脳波電極から信号を計測します。そして、そのデー

く、脳波計も大きく、なかなか試みられることはありません

タを解析して、提示したアイコンや文字のうちどれを注視でしたが、ここ数年の技術進歩で実用化も現実味を帯びてしているのかを判別し、特定されたコマンドを赤外線で家きました。ただし、P300スペラーの白/グレーの刺激はまぶ

電等の機器に送ります。こうすることで、手足を動かさず

しく、使用により疲労感を招く可能性が推測されたため、まに、脳からの信号だけで機器を操作することが可能となる

ず視覚刺激がマイルドなものを探すことにしました。

のです（図1）。

光過敏性てんかん患者さんに様々な色の刺激を見ていた

なぜこのようなシステムを開発したのかについて御説明

だき、てんかん発作の元となるような尖った脳波の波形（棘します。当センターの病院では、頸髄損傷の方へ環境制波）の発生頻度を計測した報告があります。白くピカピカ

御システムを用いています。吸気、呼気の2チャンネルのス

光る刺激では、早く光れば光るほど棘波が増えてしまい、私

イッチ信号を環境制御装置につなげると、テレビのチャンたちでも目が疲れるような、刺激性の強い視覚刺激になっネルを自由自在に変えることができます。この装置を1台ていることが分かりました。また、赤と青の繰り返しでは、

ベッドの横に設置するだけで、患者さんが誰かに頼まなく

15ヘルツという低周波数で棘波が増えてしまうという特徴

07

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか

講演 3

これを実際の私たちのシステムに応用してみると、例えばが見られました。
私たちが注目したのが緑と青の組合せで、この刺激の組

ARマーカーを見ているだけで、ディスプレイに操作パネル

合せだけは周波数が上がるほどマイルドになっていきます。

が現れてきますので、それを注視するとデスクライトが点灯

そこで、私たちは、青から緑に変わる視覚刺激を使って実際するということもできるようになります（図2）。同様に、ロに実験をしたところ、私たちが予想したとおり、緑/青の時

ボットを前進、後退、右左折させたり、更にそのロボットにの使用感の良さが有意に高いことが示されました。さらに、装着したアイカメラがマーカーを捉えると、対応した機器を予想外なことに、使用精度まで有意に高くなるという結果

操作することもできます。つまり被験者がロボットという動が出ました。つまり、見やすくてその上使いやすい視覚刺激

くリモコンを使用して、家電等を操作できるというシステムを作成することができました。

です。まだ研究レベルではありますが、このようなこともで

B M I 使 用 時 の 脳 活 動 について、f M R I（ f u n c t i o n a l

きるのです。

Magnetic Resonance Imaging：機能的磁気共鳴画像）

そのほかに、複合型BMI機器の実装も行っています。先ほという装置で調べると、特に緑/青を使う際に、右の頭頂葉

ど里宇先生がお話しされた感覚運動リズムを利用したBMIの辺りが活動していることが分かりました。更に詳細をMEG

は、全体のシステムのマスタースイッチとして利用できる（magnetoencephalography：脳磁図）という装置で調べため、私たちも取り入れています。また、定常視覚誘発電位

ると、緑/青の視覚刺激を注視する際に右の頭頂葉の領域が（SSVEP）も取り入れています。これも別のタイプのBMIで、ほかの領域と良く同期していることも分かりました。

特定の周波帯でピカピカ光るLEDを見ていると、特徴的な

さらに、このシステムにAR（拡張現実）技術を加えまし

脳波が取れ、
マスタースイッチなどに利用できるようになりた。カメラが 対象のマーカー（目印）を取り込むと、コンます。こういったシステムの高度化にも取り組んでいます。

ピュータ上で作られた絵がディスプレイ上に配置されます。

図1

BMIによる環境制御とコミュニケーションの補助

ワープロ入力
ON

信号出力

エアコン

室内照明

コンピュータ

電動カーテン
テレビ

コンポ

脳波計

エージェントロボット（アイカメラ搭載）

インテリジェントハウス

08

脳活動

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の実用化に向けて：どこまで進んだか

講演 3

実際の患者さんに対しては、主に慢性期の頸髄損傷の患

BMI機器の実用化に向けて者さん及びALSの患者さんで臨床研究を実施しており、良好な成績を報告しております。

実証評価用のBMI機器ですが、最初はほとんど外国製を使用していました。しかし、外国製は非常に高価で、また実

また、現在、主に使用されている脳波測定用ペーストは、際の臨床では使いにくいため、安価で使いやすいことを目

接着面がベタベタしBMIの用途としては使いにくいため、長指し機器の開発を開始しました。現在、どこまで進んでい時間使用できて取り外しも簡単で、外した後頭髪を洗わなるかと言いますと、これまで一通りのハードウェア、ソフト

くても良い電極として、使っていくと抵抗値が下がるというウェアの内製化に成功しています。また、昨年には、医療従性質を持たせた非粘着性固形ゲルを用いた電極を開発しま事者等にも操作ができるようなものを作るべく、操作用のした。

キーパットやマニュアルを整備しました。そのほかに、公立

将来的には、BMI技術を用いたインテリジェントハウスの八鹿病院と、遠隔で機器の調子をチェックできるような環構築も可能となります。この研究が障害者の方の自立支援

境も実装しました。

に貢献できるよう、今後も研究を進めてまいります。御清聴ありがとうございました。

さらに、同じユーザーインターフェースで複数の入力方法に対応することで、入力方法が変更する際に生じる負担を軽減させることを目的とした機器の開発を行いました。脳波による入力に、ボタンや筋電などを利用するスイッチ入力及び、視線やマウスのクリック等による入力を追加しました。これによって、より多様な病態への対応が可能となります。

図2

AR-BMIシステムの全体図
ディスプレイとカメラ
操作パネル

脳波キャップと
電極

脳波計

脳波判別

AR マーカー

制御信号（赤外線など）デスクライト09

実用化に向けての期待

パネルディスカッションッション
パネルディスカ

待
期
の
て
け
向
に
実用化
患の 当 事い る 様 々な 疾と想 定されて
者
用
利
るのか、ど
の
術
B M I技
待 を持ってい
期
な
う
よ
の
お話
実 際ど
のかについて者 の方々に、に悩んでいるアリ
バな要的
体的な 望やのような社会化に向けた具
用
実
Iの
M
B
。
後、
いただきました
しいただいた
方々にお答え
の
者
究
研
、
て
質問につい

進行

市川 衛（NHK福岡放送局 番組制作ディレクター）
2000年東京大学医学部卒業後、NHK入局。2008年、東京大学医学部非常勤講師。医療分野を主なフィールドとして「NHKスペシャル」「クローズアップ現代」などを制作。主な作品に、慶應義塾大学のBMIリハビリテーションを取材した
NHKスペシャル「脳がよみがえる〜脳卒中・リハビリ革命〜」（2011年）。著書に「誤解だらけの認知症」（技術評論社）など。

パネリスト発表

2004年8月 脳 卒 中 を 発 症 し 、左 半 身 麻 痺 と な る 。

榎本 伸二さん2010年4月 発症から5年以上経過後、慶應義塾大学病院
にて、BMIリハビリテーションを開始する。

私は、脳卒中の後遺症のため左半身麻痺があり、2年

HANDS療法を受ける頃には、腕の緊張、強かった指の5か月前に、BMIリハビリを受けるため慶應義塾大学病

握り込みはかなり弱くなっており、ある朝、売店で買っ院に入院いたしました。脳卒中発症の5年8か月後のこたペットボトルのお茶を右手を使って左手に握らせ、右とでした。入院時の筋電検査では、指を伸ばすときの筋

手でキャップを開けることができました。5年8か月ぶ

電は全く記録できず、また、血液検査の結果、血糖値がりにペットボトルを握る左手を見たときはとてもうれし

高く糖尿病と診断されました。そこで入院期間中は、水くて、そのペットボトルをしばらく記念にとっておきましやお茶以外は禁止し、テレビの視聴カードを買うときやた。また、スティックシュガーなどを左手で挟んで右手

電話をかけるときは遠くの箇所に行く等をしましたが、のはさみで切ったり、毎朝、看護師さんが持ってきてく

その後も血糖値は改善されず、内科の先生に「将来的れる蒸しタオルのビニール袋を使用後、右手を使って左には治療が必要になるでしょう」と言われ、とてもショッ

手に握らせ、指定された場所に返却しに行ったりできるクでした。

ようにもなりました。

10日間のBMIリハビリ終了時に再度筋電検査を受退院間近になった時、内科の先生から、「血糖値が良けたところ、指を伸ばすときの筋電を記録できたため、くなってきているので、食事で経過を見ましょう」と言更に3週間のHANDS療法を受けることになりました。

われ、とてもうれしかったです。腕の緊張、指の握り込10実用化に向けての期待

パネルディスカッション

みが弱くなったことで、入院生活中に左手をよく使うこ療科に通い、1〜2か月に1回、血液検査を受けていますとができるようになり、また、歩くことがとても楽しくな

が、血糖値の数値を維持できています。腕の緊張が取り、運動量が増えた結果、血糖値にも良い影響が出た

れて歩行訓練が増えたことで体幹が強くなり、体力がつのではないかと思います。

いたことが大きな原因だと思います。

退院後は、脳卒中発症以来家族に任せていた薬の管私はBMIリハビリを受けるために入院し、指の麻痺の理を自身でするようになりました。自身で薬を管理する

みならず血糖値を改善でき、とても大切なことを学んだと健康に対する意識も高まるようになり、一人で行う運ような気がします。今後も体力維持に努め、健康意識を動訓練の際の運動量が飛躍的に増えました。1か月後、高めたまま、一人でやる訓練も頑張っていきたいと思い

内科外来を受診した際に糖尿病はなく、その後は、2かます。

月に1回の診察が4か月に1回になり、ついに昨年、もう来なくて大丈夫でしょうと言われました。今でも別の診NPO法人日本せきずい基金理事長。1975年にラグビー公式戦にて受傷、頸随C3〜5を損傷し四肢麻痺となる。

大濱 眞さん

1995年頃より（社）全国脊髄損傷者連合会の役員（現副理事長）となり、1999年にNPO法人日本せきずい基金
理事長となる。

脊髄損傷は、運動や高所からの転落などで中枢神経な神経性疼痛があります。脳からの命令で痛みの刺激である脊髄そのものに怪我をしたものです。私の場合が行かないように、コントロールできないかということ

は、スポーツ中に首の骨の3、4、5番の辺りに怪我をし、も期待しています。また、呼吸不全の方たちに対し、現脊髄にダメージを与えました。その後、脊髄が完全に空

在、米国には横隔膜にペースメーカーのようなものを埋洞化してしまったため、脳からの命令は一切伝わっておめ込んで動かす装置がありますが、BMIを使って横隔膜らず、手や足は全く動きません。また、血管の収縮が鈍を動かすことによって、自発呼吸ができるようにならな

くなり、どうしても開いたままになって、下の方に血がいかということを期待しているのは私たちだけではな

いってしまい、起立性低血圧になってしまいます。そのいと思います。
中枢神経系に障害を抱えている私たちにとっては、

ため体を大きく揺すってもらって刺激し、血管を収縮さBMIによって得られるものは多いと考えています。そのせたりしています。
私たち脊髄損傷患者が、BMIに期待することは本当ため、今後は、私たちに実際に役に立つような形で臨床にたくさんあります。今後の可能性について楽しみにし応用していただきたいという大きな願いがあります。まています。具体的には、まず、手足が硬直するような痙縮

た、医工連携だけではなく、特許、経済効果、倫理面の（けいしゅく）をBMIでコントロールできないかというこ問題等を私たちにも分かりやすく説明していただくこととです。次に、私のような完全損傷の場合は、完全麻酔が非常に大切だと思っておりまして、具体的な検討をぜの状態に近いくらい麻痺しているので痛みや熱さなど

ひお願いしたいと思っております。

全く分かりませんが、不完全損傷の方たちは、いろいろ

11実用化に向けての期待

パネルディスカッション

日本ALS協会副会長。ALS協会は、ALSの原因究明と治療法の確立に向けた活動、ALS基金による研究への協力の呼び掛け、国や自治体への療養体制の改善要

岡部 宏生さん

請、ALSの正しい知識の啓発を目的とする講演会やセミナー活動を実施している。また、痰吸引などの勉強会
や、ALS患者だけで孤立しないよう、患者及びその家族との交流会を開催している。

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は、運動神経だけを選ALS患者は、人工呼吸器を付けるかどうかを考えなけ択的に冒し、徐々に全身の筋肉が動かなくなり、個人

ればなりません。その際に将来、患者の約10〜15％

差はありますが、約3〜5年で呼吸ができなくなり、人が なると言われている閉じ込め症候 群（TL S）とい

工呼吸器をつけないと死に至る難病です。私がALSう、全身が一切動かなくなる状態を想像すると、生きを発症したのは20 06年春で、確 定は同年9月でしていく気持ちが大きく揺らぎます。私も随分悩みました。2007年7月より在宅療養を開始し、2009年2月

た。また呼吸器を付けた後も、だんだん進行していく

胃瘻造設、9月に気管切開をし、人工呼吸器の使用を病状とともに意思疎通が不可能になるのではないか

開始してから3年が経過しました。

という不安がつきまとっています。なかには完全に意思疎通ができなくなったときは、呼吸器を外してほし私たちにとってBMIとは夢のような技術であり、いと言っている方もいます。

大きく環境制御、介護用品の操作、意思疎通の三つの点で期待され、開発が待たれています。環境制御

この意思疎通は、発信者と受信者がいて成立するとは、家電 製品の操作、照明の点灯・消灯やカーテものです。既に私は、特殊な設定のパソコン、もしく

ンの開閉のことです。介護用品の操作とは、ベッドのは、私の周囲に僅かにいる口文字という特殊な方法

ギャッジアップなどが自身で可能になるということでができる優秀な受け手がいなければ意思疎通ができす。私たちは、いつも介護者に依頼してこれらのことなくなっています。意思疎通ができないことは死ぬほをしてもらっていますが、他者に負担を掛けるという

どつらいことであり、意思疎通が受け手の技術に左ことは、掛ける側にはその何倍もの精神的負担となっ右されずにできるようになることは、まさしく夢のよているのです。患者自身で操作が可能となれば、利便うなことで、患者にとって生きる希望にもつながって性のみならず自分でできるという喜びももたらされ、いくのです。

QOL（生活の質）は格段に向上するとともに、患者だ

BMIは、私たちALS患者にとっては利便性の向上

けでなく家族も精神的負担から解放されるのです。

や、それに伴うQOLの向上はもとより、生命に直結しまた、人間にとって意思疎通はそれ以上に重要なている技術です。研究者の先生方や関係者の皆さまことです。意思疎通が問題なくできる方に想像していには、このことを御理解いただき、一層の前進をお願

ただくのは難しいかもしれませんが、私たちにとっていしたいと思います。

は、時として生命を左右するものなのです。

12

実用化に向けての期待

パネルディスカッション

ポリオの会責任者。1歳9か月でポリオ発症。40代でポス
トポリオ症候群（PPS）発症。現在両上肢下肢障害で2級。1995年12月ポリオの会結成呼び掛け。ポリオの会

小山 万里子さん

は、ポリオとPPS患者が医療と医療情報を求め、体験や症状を伝えるなどの活動をしている。生ポリオワクチン
から不活化ポリオワクチンへの切替及びワクチンポリオ
被害者のきちんとした診断と医療保障を訴えている。

は駅で急に激しい痛みに襲われたりすると、ホームのポリオ（急性灰白髄炎）は、あまり病態を知られて柱に抱き付いて我慢するようなこともあります。

いませんが、ポリオウイルスによる感染症で、弛緩性麻痺を起こすものです。私は1歳9か月でポリオを発

PPSの研究はまだまだこれからですが、私たちが抱症し、両手両足で2級の障害を持っており、今も両足えているのは、筋力低下、激しい疲労、激しい痛み、に装具をつけ、右手は利きません。中には上下肢麻痺

呼吸障害、嚥下障害、排泄障害、体の変形の進行、激のため、車椅子で生活し、トイレにも苦労して必死にしい冷えなどで、歩行が困難になって階段の昇降がなって暮らしている方もいます。

できず、着替えもできません。私自身、PPS発症前は上肢は問題ないと考えておりましたが、今、右手は上

ポリオは今やほとんど見られない病気で、非常にがりませんし、両手の親指は全く動きません。

人数は少なくなりましたが、大流行した1960年（昭和35年）の時期に発症した方などは、現在、私も含脳性麻痺とポリオは、今でも臨床現場で混同されめ、ポストポリオ症候群（PPS）に向き合っています。

ていることが多く、障害者手帳で小児麻痺というの

1981年以降は、生ワクチンの接種が原因でポリオ患は脳性麻痺のことです。逆に、脳性麻痺の方がポリオ者が発生しています。現在、ポリオの会で最年少の会と診断されて、受診する方もおられるようです。ただ

員は1歳です。生ワクチンによるポリオ患者は、人生し、両者とも二次障害で悩んでいることは事実です。

は始まったばかりですので、この子供たちにこそBMI

本日のお話を伺いながら、脳性麻痺の方にも適応可

リハビリテーションを是非とも行っていただきたいと能ではないかと感じました。
ポリオは、幸いに発声することには不自由はないの

痛切に思いました。そういう方たちへの対処を是非とで、私たちは、模擬患者を通じて医療現場に要望などもお願いします。
PPSとは、ポリオ患者がある程度回復した後、数十を伝えたり、可能な限り研究などにお役に立てればと年経ってからまた新たな症状が出てくるもので、激し考えています。今後の研究に大変期待しております。

い痛みや筋萎縮などに悩んでいる方が多くいます。私13

実用化に向けての期待

パネルディスカッション

総合討論■ BMIリハビリテーションへの要望

Q1

じっとしていることが難しい重度の麻痺がある人でも受けられますか？（榎本）A1里宇

現在は手の訓練に集中でき、また、訓練中にある程度体をしっかり支えられる方を対象にしています。将来的には、体幹を支えるようなシステムを活用したり、体幹を支えるためのトレーニングを併用したりして上肢のトレーニングを行うことも可能だと思います。

Q2

4，
5歳くらいの若年齢者は受けられますか？（小山）A2里宇

当院では中学生以上を対象としています。
リハビリを行う上で、集中して課題に取り組む必要があるため、幼いお子さんだと現状では難しいと思います。お子さんにはその他のリハビリの方法を駆使して支援していく必要があります。

Q3

BMIで痙縮（けいしゅく）をコントロールできないでしょうか？（大濱）A3里宇

上肢の筋肉の突っ張り、痙縮の改善は可能ですが、下肢はBMI単独では難しいと思われますので、痙縮が高度の場合は髄腔内バクロフェン療法や自転車こぎ運動等を組み合わせる必要があると思います。

Q4

手
（上肢）
のみで足
（下肢）
のリハビリは行っていないのでしょうか？（榎本）A4

里宇

例えば、下肢の障害がある方に、
パワーアシストのロボットとBMIをドッキングさせて、立ち上がる

際の段階的なアシストを脳活動の制御で練習していき、結果、
アシスト量を減らせるようにするような研究を、現在、
ATRと共同で行っています。

■ 日常生活の支援への期待
考えるだけでテレビや照明などの家電やベッド、車椅子などの介護用品、PCなどをQ1 簡単に操作できないでしょうか？（岡部）A1

神作

動きが大きい家電だと衣服を挟む等の別のリスクが生じてきますが、複雑な動きでなければ赤外

線リモコンを使用すれば十分可能です。本日お見せしたP300スペラーというシステムのほかにも、定常視覚誘発電位（SSVEP）という光るボタンを見ていただく方法もあり、数チャンネルの簡単なスイッチが作れます。できるものから順
次製品化を目指しています。

14

実用化に向けての期待

パネルディスカッション

Q2

訓練なしでも誰でも簡単に使えるのでしょうか？（市川）A2

神作

手掛かり刺激を使ったりして、トレーニングなしでも8割以上の正解率を最低限確保することを当初から目指しています。症状が悪化した際でもうまくいくシス
テムを構築中です。

Q3

考えるだけで車椅子を操作したいです。実用化はいつでしょうか？（小山）A3

里宇 トヨタ自動車と理化学研究所らのグループが脳波で車椅子を動かす研究を進めています。
しかし実用化するには、安全性の観点から車椅子自体に危険回避技術や、誤動作をした場合の安全機構を設置する必要があると考えています。

Q4

限られた施設だけではなく、もっと多くの医療機関で普及してくれないでしょうか？（大濱）A4

里宇 どこでも使える簡便な機器が製品化されること、リハビリテーションの中で適切に使用できる人材が育つこと、専門的な大学などとネットワークを介してフィードバックしながら治療を行っていけるようなシステムを作ること、の三つがBMIの普及には必要だと思います。特に製品化に関しては、是非企業の方の御協力をいただいて、早く患者さんに届けられるようにしたいと考えております。

■ コミュニケーション支援への期待

Q1

難しい高度な技術より、一つの合図を確実に判定できるといった最低限の機能だけでも今すぐに実用化できないでしょうか？（岡部）A1

神作

脳波計測用の電極は、研究用途としてですが市販を開始しました。簡単なシステムから市販していき、より複雑なシステムを順次市販化していきたいと考えています。これには、企業や官公庁など多くの機関との協力が必須になってくるかと思います。

A1

吉峰

おっしゃられるように、「最低限の機能だけでもすぐに実用化したい」のは私も同じ気持ちですが、「低侵襲型のBMI」というのは、
どのように簡単な機能を持つものであっても、その前提として「脳の表面に電極を置いてその信号を体外に送信する」
必要があります。人体の皮下に埋め込むことが可能な医療機器とするためには、
安全性に万全の配慮が求められ、何年かの期間が必要です。

15

実用化に向けての期待

パネルディスカッション

Q2

海外では、声を出せない人の意思疎通をサポートするソフトウェアの開発も進んでいますが、それを今すぐ実用化するのは可能でしょうか？（市川）A2

吉峰

おっしゃられるようなソフトウェアの原型は出来上がっており、現在もう少し使い勝手の良いように改良中です。これ自身は1年もかからないと思います。ただし、これを動かすのに必要な「埋め込み型装置」の開発にあと少なくとも数年かかりそうです。現在、そのプロトタイプは試作できていますが、小型化するとともに厳格な安全性試験をクリアする必要があります。

Q3

脳性麻痺の患者さんでもBMIは使用できるのでしょうか？（小山）
A3

里宇

？

脳性麻痺の方のコミュニケーションの御苦労はよく存じ上げております。一生懸命コミュニケーションをしようとすればするほど難しく、悪循環に陥りやすくなります。脳性麻痺の方の脳波を安定して測定するのは難しいため、BMIだけ
ではなく筋電図や呼吸などの生体信号も使うことで、リラックスするきっかけを作ることならできると思います。

Q4

呼吸器をつけた人は発語が難しい方が多くいます。BMIを使って横隔膜を動かすことによって自発呼吸ができるようにならないでしょうか？（大濱）A4里宇

可能性としてはあると考えておりますが、実際にクリアしなければならない問題について綿密に詰めていかないと、本当に役に立つものになっていかないと思います。今後検討していかなければならない課題と考えています。

Q5

大阪大学が現在実施している臨床研究について：
低侵襲型BMIは安全なのでしょうか？（岡部）
A5

吉峰 この
「低侵襲型BMI」に必要な手術自身は、脳外科では通常行われている手術です。この手術の合併症としては、創部の感染があげられ、大阪大学の場合、過去10年間の手術では77名中2名（2.6％）に感染徴候が見られました。ただし、2名とも抗生物質で治っています。この臨床研究で私たちが特に用心していることは、入院して普段と違った環境で研究スケジュールに御協力いただくため、これがストレスとなって御負担をかけないことです。医学的な体の心配もさることながら、入院中の御不便や精神的な問題を一番心配しています。

16

？

体験展示

体験展示
脳脊髄刺激療法を用いた振戦・運動麻痺に対するBMI麻痺の回復に向けての挑戦：
BMIが拓く新たな可能性

日本大学大学院医学研究科

慶應義塾大学医学部

片山容一

里宇明元

動作時振戦や運動麻痺の回復のための脳脊髄刺激シ
ステムの研究について、脳脊髄刺激装置などを展示し脳卒中後の麻痺手の治療としてのBMIを使ったトレー
ニングについて、実機の展示、体験をしていただきま

御紹介しました。

した。

脳表脳波を用いたブレイン・マシン・インターフェース

ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）による障害者自立支援機器の開発

大阪大学大学院医学系研究科

国立障害者リハビリテーションセンター研究所

吉峰俊樹

神作憲司

ロボットアームの制御、体内埋め込み型装置の開発と障害者自立支援に向けた「BMI型環境制御システム」にいった低侵襲型BMIの研究内容について、映像と電極などの展示を用いて御紹介しました。

関する研究を、
これまでに開発したシステムや脳波計、
脳波キャップ、電極などの実機の展示と映像を交えて御紹介しました。

17平成25年3月発行©2013MEXT SRPBS Printed in Japan.

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