最近、非常に優れた義手が登場しています。中には、まるで生身の腕を操るのと同じように、思考で操作できる義手も含まれています。では、義手の次の大きなフロンティアは何でしょうか？それは、義手を通して触覚を体験できるようにすることです。
人間の触覚は、新鮮なシーツやふかふかの猫の感触を楽しむ以上の役割を果たしています。物を掴む強さや、滑りやすいものをしっかり掴めるかを判断するのにも、触覚は非常に重要です。ネイチャーニュースは今年初めに掲載された特集記事で、義手ユーザーであるイゴール・スペティッチ氏にインタビューを行いました。スペティッチ氏は義手で掴もうとした際に、誤って皿を割ったり果物に傷をつけたりした経験があります。もし触覚付きの義手があれば、「きっとカウンターの上に何でも置いて、何でも掴み始めるでしょう。すごくワクワクするでしょう」とスペティッチ氏はネイチャーニュースに語りました。
現在、ある研究グループが触覚義肢の実現に向けて大きな一歩を踏み出したと報告している。シカゴ大学とジョンズ・ホプキンス大学の研究者チームが行った一連の実験では、アカゲザルの脳に直接電気信号を送り、アカゲザルがその信号を手のさまざまな部分への接触として解釈できることが示された。別の一連の実験では、アカゲザルが脳に直接送られたさまざまな信号をさまざまな圧力の接触として解釈できることが示された。3つ目の実験では、脳に直接送られた信号が、義肢が何かに触れた時点と接触が止まった時点をアカゲザルに正確に伝えることができるほど速く伝達されるかどうかを調査した。(信号の動きが遅すぎて完全に正確とは言えないと思われるが、研究者らはいくつかの回避策を考え、本日、米国科学アカデミー紀要に発表された論文でその方法について論じた。)
マカクザルは、電気的な脳刺激を身体的な接触と類似したものとしてすぐに解釈することができた。
研究チームはこれらの研究成果をデバイスに組み込むべく、間違いなく取り組むだろう。例えば、研究者らの実験の中には、実際に義指を使って実験用のサルの脳に信号を送るものもあった。また、ネイチャー・ニュースの報道によると、ジョンズ・ホプキンス大学は、100個以上のセンサーを搭載した、世界で最も高度なタッチ対応義手のプロトタイプを開発中だ。
シカゴ大学とジョンズ・ホプキンス大学のチームが実証した、特に興味深い点が一つありました。サルが脳に電気刺激を与えた際に何を感じるかを正確に知ることは不可能ですが、一連の実験により、サルは脳の電気刺激を物理的な接触の類似点として素早く解釈できることが示されました。
まず、研究者たちはアカゲザルに、人差し指と小指にそれぞれ圧力がかかったときに、左右どちらかを見るように教えました。サルが「押す・見る」ゲームをできるだけよく学習したことを確認するために数回の試行を行った後、研究者たちは、学習した脳の部位とサルの手の異なる部位を刺激しました。この実験を行った2匹のアカゲザルは、それぞれ81%と72%の確率で正しい方向を見ました。これは、研究者が初めて彼らの脳に電気信号を送った瞬間でした。
この研究は、人間が直感的に解釈できる信号を送るタッチ対応の義肢を開発する科学者の助けになる可能性があると研究者らは論文に記している。
しかし、このような技術が人間の義肢に搭載されるまでには、まだ何年もかかるだろう。侵襲性があり、脳への配線が必要となるため、研究者は安全性と耐久性を証明するために多くの努力を払う必要がある。（調整やソフトウェアのアップデートのために頻繁に脳インプラントを受けなければならないのは誰も望んでいないだろう。）また、脳に送られる電気信号が、人間やサルの皮膚が感じることができるのと同じくらい具体的な触覚を再現できるかどうかもまだ明らかではない。電気信号の解像度は、実際の触覚よりも低い可能性がある。
