研究者たちは脳電極を使って思考速度に近い速度で心を読む
アラン・ボイル著
ワシントン大学の神経科学者とその同僚は、人間の脳の側頭葉に埋め込まれた電極を使用して、ほぼ知覚の速度で脳信号を解読するシステムを開発した。
「臨床的には、私たちの研究結果は、麻痺や脳卒中を起こして完全に麻痺状態にある患者のためのコミュニケーションメカニズムの構築に向けた概念実証だと考えることができます」と、ワシントン大学の感覚運動工学センター長であるラジェシュ・ラオ教授はニュースリリースで述べた。
この研究は1月28日にPLOS Computational Biology誌に掲載された。
ラオ氏らは、シアトルのハーバービュー医療センターで治療を受けているてんかん患者の脳に電極を挿入した。患者の発作は薬物療法だけでは緩和できなかったため、発作の焦点を特定するために一時的に電極を埋め込んだ。
「彼らは何があろうと電極を装着するつもりでした」と、ワシントン大学医学部の脳神経外科医、ジェフ・オジェマン氏は語った。「私たちは、彼らがただ待機している間に、入院中に行うべき追加作業を与えていたのです。」
実験では、患者に家と人間の顔の写真が、空白の灰色のスクリーンにランダムに散りばめられて提示されました。それぞれの写真は400ミリ秒間点滅しました。コンピューターソフトウェアが電極の発火パターンを分析し、その結果、家と顔のパターンを区別するアルゴリズムが開発されました。
「これまで科学者は単一のニューロンに注目してきました」とラオ氏は述べた。「私たちの研究は、覚醒して注意を払っている人が複雑な視覚対象をどのように知覚するかについて、より包括的な、非常に大規模なニューロンネットワークのレベルでの全体像を示しています。」
患者が家、顔、空白のスクリーンのどれを見ているのかをアルゴリズムに独自に判断させたところ、平均時間精度は 20 ミリ秒で、96 パーセントの確率で正しい答えを出した。
脳電極のより複雑なネットワークにより、理論的には物理学者スティーブン・ホーキングのような神経変性疾患の患者がコミュニケーションをとることが容易になる可能性がある。
これは、同大学で実施されているこのテーマに関する一連の研究の最新のものに過ぎません。ある実験では、ラオ氏とワシントン大学のアンドレア・ストッコ氏は、ラオ氏がストッコ氏の指をただ考えるだけで動かすことができるシステムを開発しました。その後の研究では、ストッコ氏らは2つの脳を連携させ、一方が他方の思考を推測できるようにしました。
PLOS Computational Biology誌に掲載された「皮質表面記録による人間の物体知覚のタイミングと内容の自発的デコーディングは、事象関連電位と広帯域スペクトル変化における補完情報を明らかにする」と題された研究の筆頭著者は、スタンフォード大学の神経外科レジデントであり物理学者でもあるカイ・ミラー氏です。ミラー氏はウィスコンシン大学で医学博士号と博士号を取得しました。著者にはミラー氏、ラオ氏、オジェマン氏に加え、ドラ・ヘルメス氏とガーウィン・シャルク氏もいます。
