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人工的に“視覚を創る”ってどういうこと?『人工視覚』の技術に迫る!

人工的に“視覚を創る”ってどういうこと?『人工視覚』の技術に迫る!

厚生労働省が2011年に実施した「生活のしづらさなどに関する調査(全国在宅障害児・者等実態調査)」によると、大小さまざまな視覚障害で身体障害者手帳を持っている人は約32万人。そのような目の見えない・見えにくい方のために長年世界中で研究されているのが、人工的に視覚を創る『人工視覚』のシステムです。

人工視覚とはいったいどういうものなのか、詳しく見ていきましょう。

ものを見るためのカギは「電気信号」にあり!

人工視覚_02

私たちの目がものを見る仕組みには、体のあらゆる要素が関係しています。その中でも特に重要だといえるのが、目から脳へ送られる「電気信号」です。

ものが光を反射する

目が光を感じ取る

網膜にある視細胞が感じ取った光を「電気信号」に変換し、脳へ送る

脳がものを認識する

簡単にいうと、このような流れで私たちの目はものを認識しています。

人工視覚の基本的な考え方

人工視覚_03

人工視覚とは、目から脳へ送られる電気信号に着目した研究です。

病気などによって神経組織の一部が機能しなくなることで、電気信号が発生しなかったり伝わらなかったりすると、視覚にも支障をきたすためものを認識できなくなります。そこで、現在機能している神経組織を活かしつつ、網膜など視覚に関係する神経組織を人工物で刺激して、視覚の機能をサポートするのが人工視覚です。

人工視覚は、「人工視覚システム」「人工眼」とも呼ばれます。しかし、人工視覚といっても、「何かを体に埋め込むだけでOK」というような簡単な仕組みではありません。神経に“刺激”を与えるものを体に埋め込み、体の外にも機器を装着する必要があります。

人工視覚にはいろいろなタイプがある!

人工視覚_04

基本のアイデアをもとに、世界中で仕様の異なる人工視覚が考え出されています。ここでは、人工視覚を“刺激する先”に分けてご紹介します。

●脳刺激型

脳の視覚野(視覚をつかさどる領域)を刺激するのが脳刺激型です。目から得た情報が到達する最終地点である脳に、電極アレイという電極が複数ついた装置を埋め込んで脳を刺激することで、視覚を得ようとする試みです。

脳刺激型人工視覚の歴史は古く、近代的な研究は1960年代から行われてきました。しかし、「電極アレイを脳に埋め込む」という大掛かりな手術が必要となるため、現在では安全性の問題も指摘されています。

●視神経刺激型

眼球から脳へつながる視神経を刺激し、視覚を得ようとする試みです。

ものを認識するのに必要な視神経は、神経節細胞の神経線維が束になったものから構成されています。この視神経に電極アレイをカフのように巻きつけて刺激するタイプや、目の中から視神経へ向かってワイヤー型の電極をつないで刺激するタイプがあります。

●網膜刺激型

眼底を薄く覆っている網膜を電極アレイで刺激する試みです。網膜刺激型は、網膜の上側、網膜の下側、あるいは、眼球のもっとも外側に位置する強膜、のどの部分に電極を埋め込むかによって、電気刺激の方法や手術の難易度が異なります。

●そのほか

ほかにも、バイオハイブリッド型、化学刺激型と呼ばれる最新の人工視覚や、iPS細胞を使って網膜自体の再生を図る研究もなされています。

人工視覚の技術は実用化に向けて発展中

現在の人工視覚の技術で見えるのは、通常の視機能を持つ人が見ているような光景ではなく、光の点の集まりです。電光掲示板のようなイメージというとわかりやすいでしょう。

人や物体が一部の光を遮って影が生まれ、明暗や動きが判断できるようになります。明暗がぼんやりとわかる程度の視覚情報を得られるだけでも、視覚障害のある方にとっては、これまでより行動可能な範囲が広がり、独立してできるようになることも増えるメリットがあるのです。

人工視覚は現在、実用化に向けて少しずつ進歩している状況です。視覚に何らかの障害を抱えている方にとって、希望ともいえる人工視覚。その動向に今後も要注目です!

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(参考)
株式会社ニデック|人工視覚のポイントを押さえよう
http://www.nidek.co.jp/company/artificial_sight/about_artificial_sight/point.html
東京工業大学 工学院機械系科 ライフエンジニアリングコース 八木研究室|人工視覚プロジェクト
http://www.io.mei.titech.ac.jp/research/retina/index-j.html
厚生労働省|平成23年生活のしづらさなどに関する調査(全国在宅障害児・者等実態調査)
http://www.mhlw.go.jp/toukei/list/seikatsu_chousa.html
公益社団法人 日本眼科医会|よくわかる緑内障―診断と治療―
http://www.gankaikai.or.jp/health/49/02.html
一般社団法人 日本人工臓器学会|感覚系における人工臓器-人工網膜
http://www.jsao.org/image/custom/pdf/41_3PDF/41_202.pdf

目ディア

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