優しいインプラント、脳に光を当て、聞き、薬を届けることができる

February, 24, 2026, Copenhagen/London--デンマーク工科大学(DTU)によると、新しいタイプの脳インプラントは、脳研究だけでなく、テンカンなどの神経疾患の将来の治療に影響を与える可能性がある。

DTU、コペンハーゲン大学、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン(UCL)などの研究者たちは、長く針のように細い脳電極とチャネルを持つマイクロ流体軸状電極(mAxial ekectrode)を開発した。これにより、脳の信号を測定し、インプラントの長さに沿って正確に薬剤を投与することが可能になった。この研究成果はAdvanced Science誌に掲載されている。

この技術は主に脳の基礎研究のために開発されている。これにより、テンカン、記憶、意思決定などで、脳の層間で信号がどのように伝わるかをよりよく理解できるようになる。研究者たちの指摘によると、長期的には、mAxial prodeが治療に重要となる可能性がある。例えば、特定の脳領域への電気的または光を用いた刺激と組み合わせた標的薬物送達など。

DTU Electro、Christos Markos准教授と共にmAxialtrodeのコンセプト開発を担当してきたポスドクのKunyang Suiは、複数の機能を単一のインプラントで統合可能にしたと強調している。これにより脳研究は侵襲的でなく、より精密になる。

「現在の脳インプラントの多くはシリコンのような硬い材料に基づいており、脳を刺激し、組織内の炎症反応を引き起こす可能性がある。新しいインプラントは、柔らかくプラスチックのような光ファイバと、より小さくなり、脳に埋め込まれた際に起こる損傷を減らす特別な角度のある先端で作られている点で異なる」(Kunyang Sui)。

同氏の強調によると、この技術が臨床現場で活用されるようになるには、広範な試験、さらなる開発、承認が必要である。

現在、神経科学者は通常の平端光ファイバをよく使用する。これらは薄いガラスやプラスチックファイバで、例えば神経細胞が光で活性化されるオプトジェネティクスのように、脳の奥深くまで光を運ぶことができる。欠点は、このタイプのファイバが脳の先端の1箇所にしか影響しないことである。

最も外側の端は遠位端、すなわちファイバの「ノーズ」と呼ばれる。すべての光の放出と脳組織との接触はここで行われる。つまり、研究者は、複数の脳層やより深い領域間の相互作用を伴うにもかかわらず、一度に一つの脳層のみを刺激したり、活動を測定したりすることができるだけである。

技術の構築方法
針のように細いmAxial electrodeは、大きなプラスチックロッドを加熱して非常に細いファイバに引き抜く工程で作られる。この工程は綿アメを作るのに例えられるが、はるかに精密である。中央には光を通すコアが走っている。その周囲には液体を運ぶことができる8つの微細なチャネルがあり、電気的測定用の非常に細い金属線も収容可能。

ファイバは厚さ0.5㎜未満で非常に柔軟なので、組織を切断するのではなく脳とともに動く。硬さの違いは重要である。硬いインプラントは時間をかけて脳内の炎症反応を引き起こすことが多いからである。

実証済みの技術
研究チームはこの技術を実験室でだけでなく、マウスを対象にした「in vivo」実験も行っている。ここでmAxial probeは脳に埋め込まれ、光源、測定機器、液体供給用の小型ポンプに接続された。

実験の結果、研究チームは青色光と赤色光で神経細胞を刺激し、脳の表層と深層、例えば大脳皮質や海馬の両方の電気活動を同時に測定し、ほぼ3㎜間隔で異なる物質を噴霧できることが示された。すべての研究と刺激は、動物が明らかな不快感なく着用できる単一の軽量ファイバで行うことができた。

生体内実験と神経生理学的検査は、コペンハーゲン大学のRune W. Berg准教授およびUCLのRob C. Wykes准教授と密接に協力して実施された。

脳電極の研究者たちは、基礎技術の特許取得を進めており、臨床部門で患者に電極をテストする可能性を明らかにしている。