マトリックスにジャックインするにしろ、『アバター』のナヴィ族になるにしろ、脳とコンピューターを接続するというのはSFの世界の話で、まさか現実になるなんて思ってもみませんでした。しかし、BCI(ブレイン・コンピューター・インターフェース)は研究室で真剣に研究される分野となり、研究室から実際の人間実験へと急速に進化しています。おそらく最も有名なのは、イーロン・マスク氏のNeuralinkでしょう。
これは、障害のある人々にさらなる自由とコントロールを約束するものであり、ゲームや医療への応用の可能性も秘めていますが、依然として大きな技術的、倫理的、そして規制上の課題が残っています。しかし、このテーマを深く掘り下げていくにつれ、この画期的な技術の未来へと責任を持って私たちを導いてくれるリーダーや研究者たちが、この状況に立ち向かっていることに気づきました。
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まず初めに。一言で言えば、BCIとは、脳のアナログ電気信号と外部のデジタル機器との間のギャップを埋め、本質的には変換を行うデバイスです。
「BCIは、視覚、動作、発話など、様々なタスクにおける従来のコミュニケーションチャネルを迂回し、脳の電気的活動と外界を結び付けることで、人間が物理的環境と相互作用する能力を強化します」と、2023年にBrain Inform誌に掲載された研究論文には記されています。「BCIは筋肉を介さないコミュニケーションチャネルを提供し、脳信号の取得、操作、分析、そして外部デバイスやアプリケーションを制御するための変換を容易にします。」
初期のBCI開発は、1920年代に脳波(EEG)の登場とともに始まりました。EEGとは、電極を用いて脳内の電気活動を増幅・測定する検査です。しかし、現代のBCIは、1970年代にUCLAのジャック・ヴィダル博士の研究によって、国立科学財団と国防高等研究計画局(DARPA)の資金提供を受けて発展しました。ヴィダル博士は、「ブレイン・コンピュータ・インターフェース(BCI)」という用語を初めて提唱した研究者でもあります。
過去半世紀にわたり、BCIは脳内部の仕組みの解明から人間の認知能力や運動能力の拡張まで、様々な臨床応用が見出されてきました。BCIは、筋萎縮性側索硬化症(ALS)や脳幹梗塞などの外傷や疾患を患う患者、あるいは「ロックイン(認知機能は正常だが有効な筋機能がない状態)」の患者の身体運動能力の回復にも利用されています。
その可能性は信じられないほど刺激的ですが、ご想像のとおり、この技術の研究者が正面から取り組まなければならない、一見克服できない課題がいくつかあります。
非侵襲性BCI

現代の脳コンピューターインターフェースはすべて脳外科手術を伴うと考える人もいるかもしれませんが、実際には、デバイスがユーザーの灰白質にどれだけ近いかによって、この技術は様々な形態をとります。EEGやMRIなど、私たちがよく知っている完全に非侵襲的なタイプは、脳活動をモニタリング・記録するだけです。また、「部分侵襲性」に分類される血管内EEGは、カテーテルを用いて脳内に電極を挿入するため、開頭脳手術を必要としません。
非侵襲性BCIは、患者の頭蓋骨と頭皮を通して脳の電気信号を拾い、外部デバイスに直接送信します。脳外科手術を必要としないという点で魅力的に聞こえますが、この技術には多くの課題が存在します。
例えば、外部装着型BCIの最大の課題の一つは、信号対雑音比(S/N比)の低さです。つまり、受信された電気信号は頭蓋骨や頭皮からの干渉に混ざりやすく、脳信号を正確に解読することが困難です。これらの信号の解読は、脳の複雑な神経パターンによってさらに複雑化しており、信頼性の高い解釈には高度なアルゴリズムと膨大な計算リソースが必要となります。
私は、ミシガン大学ダイレクト・ブレイン・インターフェース研究所所長のジェーン・ハギンズ博士にインタビューし、今日の BCI が抱える課題についてさらに理解を深めました。
「脳の活動に影響を与えるものをリストアップしてみましょう…いや、影響を与えないものをリストアップした方がいいかもしれません。そうすればリストが短くなりますからね」とハギンズ氏は冗談めかして言った。「患者が現在見ているものから、部屋の明るさ、昼食に何を食べたか、感情状態まで、あらゆるものが信号の振幅や、起こっていることの複雑さに影響を与えます。必要な情報だけを拾い出すのは難しいのです。」
一方、快適性と使いやすさの点では、非侵襲性 BCI はかさばる電極とヘッドセットのせいで、長時間装着すると不快になる可能性があります。
だからこそ、侵襲的な脳インプラントというアイデアは、この技術が向かう未来であり、2024年にかつてない勢いで現在に到来した未来なのだ。
脳への直接アクセス

埋め込み型BCIは、チップが埋め込まれた脳組織から直接信号を受け取り、それをコマンドに変換します。そして、そのコマンド信号を無線で外部デバイスに中継し、外部デバイスがそれを実行します。
ハギンズ博士は、脳にデバイスを埋め込むという考えに不安を感じる人もいるだろうが、長い目で見ればそれが最も便利な選択肢であると主張している。
「インプラント型BCIを『侵襲的』と呼ぶ人が多いんです」と彼女は言った。「確かにBCIを埋め込むには手術が必要で、かなり大掛かりな手術になることもあります」。一方で、ハギンズ氏は自身の数年前に受けた人工股関節手術に例える。侵襲的手術?確かに。しかし、日常生活では完全に忘れ去られることもある。
まず、埋め込み型BCIは、毎日操作するのに必要な10~20分のセットアップが不要です。また、体外式BCIのように充電や洗浄も必要ありません。ハギンズ氏は、将来のBCIデバイスは、現在の人工内耳と同様に、体外装着型BCIと埋め込み型BCIの両方の利点を享受できる可能性があると主張しました。
「脳波の電極を頭皮の下に埋め込むことができれば、毎日付けたり外したりする必要がなくなり、目に見えなくなります。」
さらに、この技術の基礎は想像以上に古くから存在しています。最初の神経補綴装置が人間に装着されてから数十年が経ち、この分野は急速に拡大を続けています。
イーロン・マスクのニューラリンクが初めて人間の脳にチップを埋め込む
こうして今日、最初の患者がこれらのチップを埋め込む手術を受けるに至りました。6年間の研究を経て、2023年にFDAの承認を取得し、Neuralinkは初の埋め込み型チップの臨床試験を開始し、2024年1月に最初の患者への手術を完了しました。
わずか2カ月で、Neuralinkはアップデートを公開し、患者が脳だけでノートパソコンを操作してオンラインゲームをプレイしている様子を披露した。彼はそれを「カーソルにフォースを使う」ことに例えた。
これまでに、Neuralink の BCI 試験では 2 人目の患者が見つかり、1 人目の患者はチェスから Civilization VI のプレイに移行しました。

Neuralinkは著名な創業者の存在で注目を集めていますが、Neuralinkだけが研究を行っているわけではありません。ニューヨーク州ブルックリンに拠点を置くSynchronは、脳の血管に安全に埋め込めるデバイスを開発しており、昨年、6人の患者を対象とした臨床試験を開始しました。全米の大学から集まった研究チームであるBrainGateは、2021年に世界初のワイヤレス高帯域幅BCIを埋め込みました。一方、ユタ州ソルトレイクシティに本社を置くBlackrock Neurotechは、ユタアレイBCIを用いた臨床試験を20年以上実施しており、その間、FDA(米国食品医薬品局)に報告された「重篤な有害事象」はゼロです。
これらの用途において、これらのデバイスは、損傷した手足や反応しない手足を効果的にバイパスし、健康な人に頼ることなく思考で外部デバイスを直接制御し、活動を行うことを可能にし、生活の質を大幅に向上させます。この技術は、エンターテインメントやゲーム、産業オートメーション、教育、ニューロマーケティングなど、多くの研究分野に既に革命をもたらしています。
継続的な課題

埋め込み型BCIは、この分野の未来を担う存在のように思われますが、同時に独自の課題も抱えています。例えば、より高品質な信号を提供する埋め込み型BCIであっても、長期的な安定性には依然として課題が残ります。これらのデバイスは、生体組織の反応や機械的な故障により経時的に劣化する可能性があり、継続的な使用における有用性と寿命が制限されます。
埋め込み型BCIは、必要なトレーニングと調整というハードルをクリアできておらず、これがBCI技術にとって大きな課題となっています。ハギンズ博士の説明によると、ユーザーはこれらのデバイスを効果的に制御できるようになるまでに、多くの場合、長期間の練習が必要であり、そのプロセスは時間がかかり、時にはフラストレーションを感じることもあります。
Neuralink 社では、このプロセスを支援するアプリを開発中で、患者がデジタル機器をよりうまく制御できるように精神を訓練するのを支援しており、すでにサルを対象にテスト済みです。

利便性とコストに加え、この技術の倫理的およびプライバシーへの影響は、BCIのさらなる発展にとって重大な課題となります。BCIによって生成されるデータ(感情、意図、思考など)は本質的に個人的なものであり、意図せず収集され、悪用されるリスクを伴います。
BCIの導入は、自律性、同意、そしてアクセシビリティに関する問題も生み出します。誰かが自分の意志に反して、あるいはその結果を十分に理解しないままBCIの使用を強制されることを、一体どうやって防ぐことができるのでしょうか?
「誰かにBCI埋め込み手術を希望すると決められ、それを手術されることほど恐ろしいことはありません」とハギンズ氏は述べた。「そして、何が起こっているのか質問することも、自分の意見を言うこともできないのです。」
AIと機械学習システムを活用してBCI患者を支援する場合も同様です。「人工知能とBCIの多くの機能を組み合わせることは可能ですが、共有や管理といったあらゆる形態で直面するのと同じ疑問が生じます。誰が決定するのか?何が伝えられるのか?」
「そして、これは先ほどお話しした自己決定に関する倫理的な問題に戻ります。もし能力が低下している人(例えばALS患者)がいたら、バランスは取れるのでしょうか?そのバランスは時間とともに変化するのでしょうか?それとも、諦めてAIに文章を自動補完させるしかないのでしょうか?」
「衛星からあなたの考えを読まれることを心配しないでください。」
これらは、実際に直面する必要がある時期からはまだ遠いですが、将来に対する深刻な懸念です。
「いい日でも90%、せいぜい95%くらいの精度でしか拾えないんです。調子が悪い日は、まあ、とにかく極限まで精度を下げてしまうこともあります。でも、それは能動的に、自発的にメッセージを伝えようとしている人なんです。」
ハギンズ氏は、BCI の将来に対する最大の課題の 1 つである恐怖と誤解を解消することを強調しています。
「多くの人が不安に思っていることです」とハギンズ氏は認めた。「以前、政府が衛星から思考を読めるのかと聞かれたことがありました。その時私は、『ええと、研究室に誰かが座っていて、ヘッドセットを装着させてくれながら、キーボードのキーに意識を集中させようとしていると、正しい答えを出すのに苦労します。衛星から思考を読まれるなんて心配しないでください』と言いました」
より明るいBCIの未来を見据えて
確かに、BCIの研究者たちは、この革新的な技術を一般の人々に届けるにあたり、大きな課題に直面しています。中でも特に大きな課題となるのは、人々の期待に応えることです。ハギンズ氏によると、インプラント研究に携わる同僚たちは、研究参加者が計画内容を理解し、そのメリットとリスクを現実的に理解できるよう、非常に厳格なプロセスを経ているとのことです。
テレパシーによるコミュニケーション、完璧な記憶力と想起力、さらには人間とロボットの心の融合といった空想的な約束を浴びせかけられる一般大衆に対して、同じような厚意が示されることは稀だ。
BCI が我々の生きている間にどこへ向かうのかという点については、進歩を実際に見るためには期待を下げる必要があるだろうとハギンズ氏は認めた。
「いずれ何かが利用可能になると思いますが、期待に応えるとは思えません。期待は変わるでしょう。現実的な期待を持つ必要がありますし、これは新しい技術だということを理解する必要があります。私たちはまだ、それがどのように機能するのか、なぜ機能するのか、いつ機能するのか、いつ機能しないのか、どのようなサポートが必要なのか、そしてどれだけの場所で提供できるのかを学んでいるところです。」
つまり、近い将来、私たちが「わあ、カンフー知ってる!」という瞬間を体験することはおそらくないでしょう。しかし、だからといって次世代がそうしないというわけではありません。私たちにはまだ長い道のりが待っているかもしれませんが、そうした未来の体験の基盤は今まさに築かれつつあります。だからこそ、ワクワクするのです。