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脳とコンピュータの接続で先頭を走っているのはこの3社だ

2016年に設立されて以来、Elon Musk氏のブレイン・コンピューター・インターフェイス(BCI)企業であるNeuralinkは、バイオテクノロジー・ニュースで取り上げられることがあった。

Musk氏が「リンク」を使えばテレパシーで会話できると約束した時も、会社全体が動物福祉法違反の可能性で調査を受けていた時も、Nuralinkの宣伝は、人々がBCI技術について最初に思い浮かべるきっかけになることが多いようだ。

しかし、BCIは皆さんが想像しているよりもずっと前から存在していた。Musk氏の会社は、この技術を発展させることに専念する、増え続ける企業の中のひとつに過ぎない。ここでは、過去数十年にわたるBCIのマイルストーンを振り返り、それらが私たちを導くかもしれない先を考えてみよう。

拡大する分野

ブレインコンピュータインターフェイス(BCI)とは、脳とコンピュータを接続し、脳の信号を使って何らかの動作をさせるための装置である。

2010年代には、数百万ドルの投資を背景に、多くの注目企業がBCI分野に参入した。2016年に設立されたアメリカのKernel社は、植え込み型デバイスの研究から始まり、その後、手術を必要としない非侵襲的な技術にフォーカスするように転換した。

FacebookもBCIに挑戦し、ユーザーに毎分100ワードを入力させるヘッドセットを作るという野心的な計画を立てていた。しかし、2021年にこの研究を中止し、他のタイプのヒューマン・コンピュータ・インターフェースに注力することになった。

ファーストコンタクト

1970年代に開発された初期のBCIは、比較的単純なもので、コミュニケーション経路を開発するために猫やその他の動物に使用された。1991年にJonathan Wolpawが開発した、人間に埋め込む最初のデバイスは、脳信号でカーソルを操作することができた。

長年にわたる機械学習の進歩により、より高度なBCIへの道が開かれた。ロボットの手足や車椅子、外骨格など、複雑なデバイスを制御することができるようになったのだ。また、ワイヤレス接続により、機器の小型化、使い勝手の向上も進んでいる。

多くの新しいBCI機器と同様に、Neuralink社も侵襲的なインプラントの臨床試験の承認をまだ得ていない。米国食品医薬品局への最新の申請も却下された

しかし、注目すべき臨床試験を実施している3つのグループがあるため、ここでご紹介しよう。

1.BrainGate

1998年にマサチューセッツ州で設立されたBrainGateは、1990年代後半から存在している。同社のシステムは、最も古い先進的なBCIインプラントシステムの1つである。そのデバイスは、Neuralinkが使用している技術と同様のマイクロニードルを使って脳に設置される。

BCI機能に関しては、BrainGateのデバイスが最も進んでいると言えるだろう。。同社の有線デバイスのひとつは、1分間に90文字、1秒間に1.5文字のタイピングスピードを実現している。1月に発表された研究では、14人の参加者から17年間にわたって収集されたデータの結果が公表された。

この間、感染症、発作、外科的合併症、インプラント周囲の炎症、脳障害などの「有害事象」が68件発生した。しかし、最も多かった事象は「刺激」だった。68件のうち、「重大」とされたのはわずか6件だった。

通信用途以外にも、BrainGateは自給自足のためのロボット制御も実現している。

2.UMC Utrecht

オランダのユトレヒト大学医療センターは、患者が自宅に持ち帰ることができる完全ワイヤレスの埋め込み型BCI技術を初めて実現した。

そのデバイスは、心電計を用いたBCI(ECoG)を採用している。金属製の円盤状の電極を脳の表面に直接貼り付け、信号を受信する。この電極は無線で受信機に接続され、受信機はコンピューターに接続される。

2020年から2022年まで行われた臨床試験の参加者は、この装置を自宅に持ち帰り、約1年間毎日使用することが出来た。それにより、パソコンの画面を操作し、1分間に2文字のスピードでタイピングを行うことが出来た。

この打ち込み速度は遅いが、電極を増やした将来のバージョンでは、より良いパフォーマンスが期待される。

3.Synchron (当初はSmartStent)

Synchronは、2016年にオーストラリアのメルボルンで設立された。2019年には、オーストラリアで初めて臨床試験の認可を受けた企業となった。そして2020年には、恒久的に埋め込まれたBCIを用いた臨床試験を実施するためのFDAの承認を受けた最初の企業となり、今年ついに米国の患者を対象にこれを実施した。

Synchronのアプローチは、血管を利用して脳に電極を埋め込むことで、完全な脳手術を回避するものだ。この低侵襲なアプローチは、クリニックで日常的に行われている他のステント留置術と同様である。

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Synchronの非常に小さな「ステントロード」は、低侵襲な手術で埋め込むことが出来る。 (Credit: Synchron)

Synchronの装置は、脳の動きを司る部位の近くに設置され、胸には無線送信機が設置される。そして、この送信機が脳の信号をコンピューターに伝えるのだ。

初期の臨床結果では、副作用はなく、BCIとアイトラッキングの両方を使用して、1分間に14文字の機能性が確認された。BCI単独使用での結果は報告されていない。

装置の効率は改善できるかも知れないが、Synchronのアプローチは、参入障壁の低さを実現する先導的なものだ。脳の手術を必要としないため、BCIを日帰りで導入することができるようになる。

メリットがリスクを上回らなければならない

BCIの歴史を紐解くと、この技術の開発には膨大な困難が伴うことが分かる。さらに、私たちの神経回路と思考との関連性を専門家がまだ十分に理解していないという事実が、この難題に拍車をかけている。

また、消費者が今後どのようなBCI機能を優先するのか、あるいはどのようなものにサインアップするのかも不明である。誰もが喜んで侵襲的な脳の手術を受けるわけではないが、その必要がないシステムは「ノイズ」データを収集し、効率的ではない。

今後、より多くの機器が臨床試験として承認され、その結果について研究発表されることで、答えが見えてくるだろう。

重要なことは、これらの技術の開発者は、試験を急いではいけないということだ。開発者は、機器の安全性と有効性について透明性を確保し、消費者が十分な情報を得た上で判断できるよう、オープンに報告する責任がある。


本記事は、Sam Joh氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「We’ve been connecting brains to computers longer than you’d expect. These 3 companies are leading the way」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。

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