次世代のブレイン・コンピューター・インターフェイスになるか 脳に埋め込む微細なチップが秘めた可能性

脳に微細なチップを埋め込んで神経活動を検知できるシステムを、米大学の研究チームが開発した。この「ニューログレイン」と呼ばれるチップは現時点ではラットのみで実験されているが、人間に応用できれば脳機能の回復や脳疾患の治療などにも役立つ可能性が期待されている。

TEXT BY EMILY MULLINTRANSLATION BY MADOKA SUGIYAMA

WIRED(US)

数十個のマイクロチップで脳の活動を記録してコンピューターに送信するシステムを、このほどブラウン大学の研究チームが開発した。この「ニューログレイン」と呼ばれるチップは塩の粒ほどの大きさで、脳の表面や組織全体に散りばめられる。現時点で利用できるその他の脳インプラントと比べると、より広い領域から神経信号を集めるよう設計されているという。

「ニューログレインの一つひとつには超微細化技術が存分に活用されています。このため神経組織に埋め込まれると神経活動を検知できるだけでなく、小さなラジオのように機能して、検知した情報を外部に送信することもできるのです」と、ブラウン大学でニューログレインの開発を率いた神経工学者のアルト・ヌルミッコは語る。こうした仕組みはブレイン・コンピューター・インターフェイス(BCI)の一種で、詳細は科学誌『Nature Electronics』に8月12日付で掲載された論文で説明されている。

脳疾患の治療などに期待

ヌルミッコがニューログレインの開発に取り組み始めたのは、4年前のことだった。米国防総省の国防高等研究計画局(DARPA)から初期資金を得て、ブラウン大学の研究者のほかベイラー大学、カリフォルニア大学サンディエゴ校、大手半導体メーカーのクアルコムの研究者らと共同研究をスタートさせている。

これまでのところニューログレインの実験はラットのみを対象としてきたが、研究者はそのプロトタイプが人間での研究の基礎になると考えている。ニューログレインは脳の活動を記録できるだけでなく、ニューロン(神経細胞)を微細な電気パルスで刺激したりもできる。つまり、てんかんやパーキンソン病などの脳疾患の治療のほか、損傷によって失われた脳機能の回復にも、ニューログレインを活用できる可能性があるわけだ。

研究チームは、このシステムをラットに移植した。開頭手術を施し、脳の外層である大脳皮質に48個のニューログレインを並べ、運動野と感覚野の大部分をマイクロチップで覆うようにしたのである。

頭皮には親指大の薄いパッチが貼り付けられており、外部とのコミュニケーションのハブとして機能する。これが携帯電話の基地局のミニチュア版のようにニューログレインからの信号を受信するほか、データを処理したりニューログレインをワイヤレス充電したりする仕組みだ。

このシステムを麻酔したラットで実験したところ、ニューログレインが意識不明のラットの大脳皮質の自発活動を記録できることがわかった。ただし、得られた信号の質は、大半のBCI研究で使われている業務用マイクロチップから得られるものほどよくなかったという。