医療におけるブレイン・コンピューター・インターフェースとは?

ロボットアームや車椅子などの機器を、自分の頭で操作できるようになる未来を想像してみてください。SFのように聞こえますか?ブレイン・コンピューター・インターフェイスの世界は、あなたが思っているよりも早くやってきます。

ブレイン・コンピュータ・インターフェイス(BCI)とは、脳の信号で外部機器を制御できるようにするコンピュータ・システムのことです。人が外付けすることもあれば、医師が脳内に埋め込むこともある。研究者たちはまだこの技術をテストしているところです。

ブレイン・コンピューター・インターフェースとは?

研究者たちは、ブレイン・コンピューター・インターフェースを様々な医療問題に利用することを検討しています。例えば、BCIを使えば、他の方法ではコミュニケーションがとれない人でも、コミュニケーションがとれるようになるかもしれません。BCIは、脳の信号を利用し、それを装置で翻訳し、メッセージを画面に表示します。この場合、ユーザーは会話能力を取り戻せないかもしれないが、他の方法では不可能なコミュニケーションの手段を手に入れることができる。

BCIは、重度の障害を持つ人々が環境と関わり、コミュニケーションを図り、自立性を高めるのに役立つ可能性がある。BCIは、動かせなかった体の部位の感覚を回復させた。また、車椅子の操作や、脳卒中後の言語能力の向上にも利用されている。また、BCIを使ってロボットアームを操作する研究も進んでいます。

しかし、BCIは重度の障害がない人でも使うことができる。BCIは脊髄損傷や偏頭痛の痛みを和らげている。科学者たちは、脳内のフィードバックを使って脳波のパターンを再教育する方法を試している。これにより、精神障害や睡眠障害、注意欠陥多動性障害(ADHD)に対する新しい治療法を提供できる可能性がある。また、BCIをパーキンソン病の治療に利用できるかどうかも調べている。そして、科学者たちは、ドローンを操作するための帽子のようなBCIをテストしています。

BCIはどのように機能するのか?

BCIの電極を頭皮に貼り付けることもあります。また、脳内にインプラントを埋め込む場合もあります。

そして、その人が何をしたいかに応じて、脳波を変化させます。そして、その脳波を読み取って解釈し、コマンドに変換する。

コマンドは、ロボットアームを動かすなどのアクションを生み出します。例えば、BCIを使ってメッセージを画面上の文字にする場合、脳波を文字に変換するBCIが必要になる。

BCIをどのように使えばいいのか?

BCIは理論の段階から実際の生産に移行しつつあります。研究者たちは、さまざまな用途で人体実験を行っています。

最近、外科医は、脳の溝と呼ばれる届きにくい部分を活性化する装置を移植することができました。その結果、人は自分の指先を感じることができるようになった。研究者の中には、このようなBCIは麻痺を回復させることができると言う人もいます。

2022年7月、医師がシンクロンのステントロードインプラントを筋萎縮性側索硬化症(ALS)の人の脳に入れた。デバイスは首から挿入する。その後、患者は胸部にあるコンピューティングデバイスにステントロードを接続するための別の処置を受ける。その目的は、動くことも話すこともできない患者さんが、考えを言葉にして画面に表示することで、コミュニケーションをとれるようにすることでした。

ブレイン・コンピュータ・インターフェイスの次なる展開とは?

BCIはすでに人々が使っていますが、まだ主流ではありません。ほとんどの用途は、単回使用か研究環境での使用です。研究者がより多くを学ぶことで、デバイスは患者が日常的に使用することができるようになるかもしれません。

新しいデバイスが作られ、そのいくつかは他の人に試されている。研究者たちは、使用するデータの精度を高めるためのアルゴリズムにも取り組んでいる。

科学者が人体で実験しているため、FDAが指導に乗り出している。専門家の中には、FDAはデバイスの規制を担当すべきではなく、評価することを許可されるべきであると言う人もいる。彼らは、医療上の必要性からこの装置を使う人もいれば、強化や楽しみのために装置を求める人もいるだろう、と指摘している。

BCIはいつから使えるようになるのか?デバイスの安全性を確認するためには、長期間のテストが必要であるため、課題はまだ残っています。また、倫理的、法的な問題もあります。また、より低侵襲で効果的、かつ手頃な価格の機器やシステムを作ることも、今後の課題です。しかし、BCIの研究は急速に進んでおり、私たちが思っているよりも早く実用化されるのではないかという声も多く聞かれます。

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