仮想現実は、多発性硬化症患者の平衡感覚の問題を早期に発見できる可能性を示しています
発行日:チャペルヒル – 多発性硬化症（MS）の患者は、普通に歩けると感じていても、転倒して怪我をするリスクが非常に高くなります。
現在、ノースカロライナ大学医学部の科学者が率いるチームが、こうした問題を早期に検出するための比較的簡単な方法を実証した。
研究者らは、 PLoSワン研究者らは、仮想現実（VR）システムを使用して、被験者にトレッドミルの上を歩いているときに転倒していると思わせた。研究者らは、MS患者とMSのない同年齢の人々の間に明らかな反応の違いを発見した。これらの違いは、被験者が「転倒」錯覚を起こさずに普通に歩いたときには、両グループ間で明らかではなかった。
研究者らは、さらなる研究と開発を経て、このような VR ベースのテストが携帯可能になり、神経科クリニックで広く使用され、MS 患者にバランス障害を早期に警告し、転倒のリスクを軽減する対策を講じることができるようになると考えています。
「私たちの有望な結果は、VR を使用することで、個人が自宅や職場で実際に転倒を経験するまで通常は検出されないバランスの問題を検出できることを示唆しています」と、ノースカロライナ大学とノースカロライナ州立大学の合同生体医学工学部の助教授で、本研究の主任研究者であるジェイソン・フランツ博士は述べています。
MS は、米国で約 40 万人、世界中で 200 万人以上が罹患している脳疾患です。脳内の不適切な免疫細胞の活動が原因であると広く考えられており、神経線維の周囲にあるミエリンタンパク質の絶縁層が失われることで神経信号を伝達する線維の能力が低下します。MS の兆候と症状には、疲労、しびれ、うずき、認知障害、気分の不安定、バランスと歩行の問題などがあります。
後者は予期せず現れることがあります。MS を患っていて障害がほとんどないかまったくない人でも、MS を患っていない人に比べて転倒するリスクが平均で 2 倍高い可能性があります。また、MS と診断された人は平均して 1 年に少なくとも 1 回転倒することが研究でわかっています。こうした転倒の多くは、歩行などの活動中に発生します。
フランツ氏と彼の同僚は、MS患者がこれらの問題に気づいていなかったり、通常の歩行中には問題が見られない場合でも、バランスと歩行の障害を明らかにする検査の開発を目指しました。
「私たちが歩き回る時、脳は足の力覚センサーを含むさまざまな感覚フィードバック経路を使って動きを誘導し、一歩一歩修正します」とフランツ氏は言う。「しかし、MS患者の場合、こうした力覚センサーの信頼性が低下する可能性があるため、他の経路、特に視覚にもっと頼る必要があります。」
フランツ氏と同僚は、実験的に視覚を操作できる VR 装置を採用した。彼らの実験装置は、被験者がトレッドミルで歩きながら見る半円形の劇場スクリーンのようなものである。VR シーンには、被験者がトレッドミルで歩くのと同じ速度で歩いているように見える廊下が描かれていた。シーン内の左右の揺れによって、被験者は不安定になっているという錯覚に陥り、歩行や足の位置の変化として測定できる矯正反応が引き起こされた。フランツ氏の仮説は、バランス障害のある MS 被験者は、これらの矯正反応が健常者とは明らかに異なるというものだった。
科学者たちは、MS患者14人と年齢を合わせたMS以外の参加者14人をテストした。その結果、両グループの反応には確かに明らかな違いがあったが、これはVRバランスチャレンジを行ったときにのみ明らかになった。
「VR なしの通常の歩行では、3D モーション キャプチャ カメラのバッテリーを含む高度な研究設備を使用しても、MS 患者と同年齢の健康な個人を効果的に区別することはできませんでした」とフランツ氏は言います。「そのため、この歩行妨害アプローチは、多くの重要な臨床的およびトランスレーショナル アプリケーションに応用できる可能性があります。」
彼と彼の同僚は現在、このシステムを一般向け VR ヘッドセットで使用できるように改良し、神経科医の診療所で、そうでなければ認識されないバランス障害を検出するために日常的な診断ツールとして利用している。
彼らはまた、VR システムを理学療法のツールとして開発し、MS 患者のバランスを改善して転倒のリスクを軽減できるようにしたいと考えています。
この研究は、UNC/NC州立大学合同生体医工学部、UNC医学部リハビリテーションケアセンター、イリノイ大学の共同研究でした。
この研究は全米多発性硬化症協会の助成金によって支援された。
この研究の共著者は、ジェイソン・フランツ氏のほか、ノースカロライナ大学のブライアン・セルグレード博士とダイアン・マイヤー氏、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のジェイコブ・ソスノフ博士である。