サイエンスフィクションから現実へ: ニューロコンピューティングと脳コンピュータインターフェース (BCI) の可能性

物事を成し遂げるために必要な活動が思考だけになる時が来ます。

仕事に追われて、体を動かすのも嫌になったことはありませんか? 一度声を出すとアイデアが漏れてしまうと感じて、声を出す気が起きないのです。

では、お気に入りの曲をその瞬間に再生したいと思ったのに、携帯電話を手に取ったり、Siri を呼び出してプレイリストをオンにしたりするのが面倒だと感じたとき、どうすればよいでしょうか。

あなたの思考が命令を出すことができればいいのに、そうでしょう？

ここで、あなたは「Siri、Adele の『Easy on Me』をかけて」と考え、数秒後にその音がワークスペースに響き渡ります。次に、「いや、音量が小さすぎる。Siri、音量を 10 に上げて」と考え、音量はあなたの考えにぴったり合うように調整されます。

口から何もせずに、脳だけで命令を処理するのです。これは神経科学の歴史における大きな進歩と言えるでしょう。いや、そうではないかもしれません。

これが世界全体にとって何を意味するのかを一緒に考えてみましょう。

ニューロコンピューティングとは正確には何ですか?

ニューロコンピューティングは、脳のパターンと活動の調査を扱う神経科学の分野です。これは、さまざまな経験に対する脳の生物学的メカニズムと反応を科学的に研究する認知神経科学のサブフィールドです。

この用語は、脳センサーとイメージングフレームワークを利用して、さまざまな感情に対する脳の反応を調べることで、脳の活動を読み取り、分析し、解釈するプロセスを指します。これは通常、脳コンピューターインターフェースデバイスを使用して行われます。

この場合のフレームワークは「トライアド」と呼ばれ、感情評価、感覚運動、意味知識評価の 3 段階のプロセスです。

AIの導入により、神経科学者は脳活動研究において新たなマイルストーンを達成しました。

ニューロコンピューティングの台頭

ある日、あなたの思考の内容がデバイスによって読み取られるようになることを想像したことがありますか?

サイエンス フィクションですか? もちろんです! なぜダメなのでしょうか? そういうのはたくさんあります。でも現実はどうでしょうか? それはほとんど不可能です (少なくとも私たちはそう思っていました)。嘘発見器は最も優れた心を読む装置ですが、あなたの考えを一語一語検出することはできません。

しかし、時が経つにつれ、テクノロジーは私たちを常に驚かせるようです。なぜなら、かつては映画の中だけに存在すると思っていたテクノロジーが、今ここにあるからです。

脳波制御機器による心を読むことは、1900年代の脳波計（EEG）の発明から始まりました。歴史によれば、ドイツの精神科医ハンス・ベルガーが最初の脳波記録脳神経外科で。

センサーが取り付けられたこれらの装置は、主に患者の脳の活動を監視および記録するために使用されました。頭皮に取り付けると、センサーは脳で生成された電気信号を拾い、それを解釈することができます。

2008年頃、消費者向けのEEGが一般向けに商品化されました。 ニューロスカイそして感情的両テクノロジー企業は、脳波で制御できるビデオゲームを開発することを約束して EEG ヘッドセットをリリースし、この分野における初期のプレーヤーの 1 つでした。

さらに、ビデオゲーム以外の分野でもテストが開始され、携帯電話の制御や、次のような企業による他の活動の制御に利用できるようになりました。 アイブレインそしてミューズ。

脳コンピュータインターフェース技術による救済

Meta や Neuralink などの革新的で先進的な企業は、脳のニューロンから直接思考を拾い上げて言葉に変換できる技術であるブレイン コンピューター インターフェイス (BCI) の研究で成果を上げました。この技術は、AI アルゴリズムを使用して脳の活動を読み取り、感情を言葉に解読します。

2017年から2019年にかけて、Metaは資金提供を開始した。この技術の研究2022年3月現在、Nature Neuroscienceが資金提供した研究で、UCSFの研究者らは、最大300語の語彙でテストした際に、平均エラー率が3%と低い脳からテキストへのデコードを達成しました。これは、これまでの研究から大きく進歩したものです。

同時に、イーロン・マスクのニューラリンクは、脳に直接埋め込むことができる柔軟な極細糸ですでに大きな進歩を遂げており、これにより装着者は自分の思考でガジェットやデバイスを制御できるようになる。これはすでに下半身麻痺患者を対象にテストされている。

この技術は、再び自分の生活をうまくコントロールする必要のある麻痺患者に非常に歓迎されている。ニューラリンクはすでに、下半身麻痺患者を対象に脳スレッドのテストを開始している。

ニューロコンピューティングのケーススタディ

この技術的概念はいくぶん新しいように聞こえるが、ニューロコンピューティングは長年研究開発段階にあり、試験飛行用の機器はすでに製造されている。

心を読む装置や脳波で制御する装置の可能性は無限です。科学者たちは、非侵襲性の EEG 装置や BCI の使用の可能性についてさまざまな分野で実験を行い、それらを私たちの生活に取り入れる方法を模索し続けています。

こうした実験の多くは、身体的および精神的に障害のある人が自分のニーズを伝え、自分の生活をある程度コントロールできるように支援することを目的とした手順であることが多い。

GrapheneX-UTS 人間中心人工知能センターでの画期的進歩:病気、麻痺、脳卒中、あるいは生まれつきの障害により話すことができない患者がいることは、世界にとって珍しいことではありません。シドニー工科大学の GrapheneX-UTS 人間中心人工知能センターの研究者が、史上初めて、思考を言葉に翻訳できるポータブルな非侵襲性デバイスを発明したとき、それはニューロコンピューティングにおける画期的進歩と見なされました。

当時は精度に疑問があったものの、当初の目標は達成され、精度評価を高めるにはさらに何年もの開発期間が必要でした。Meta と Neuralink はすでに、BCI と電子スレッドでこの課題に取り組んでいます。

ニューロコンピューティングの進化により、ガジェット、ロボット、義手など、人間と機械間のスムーズなコミュニケーションも可能になります。

FIFA 2014 ワールドカップ キックオフ イベント:ニューロコンピューティングと脳制御デバイスの歴史は、FIFA 2014 ワールドカップで注目すべき足跡を残しました。この大会の象徴的なキックオフ イベントは、脳制御外骨格という高度な移動支援技術を使用する下半身不随の男性によって初めて主導され、完了されました。

この技術は、ウォークアゲインプロジェクト世界中の100人以上の科学者の共同発明であるこのロボットは、非侵襲性電極セットを使用して下半身麻痺患者の脳信号を読み取り、それを軽量外骨格に送信して動きを誘発し、男性がキックオフを成功させるのを助けました。

麻痺したイアン・バークハートが運動能力を回復： FIFAワールドカップ開幕イベントの同じ年に、オハイオ州立大学神経調節センターのディレクター、アリ・レザイ博士は、 人生を変える手術26歳の四肢麻痺のイアン・バークハートさんについて。

この手術では、バークハートの運動皮質に 4 x 4 mm の小さなマイクロチップを埋め込み、電気スリーブと専用のアルゴリズムを使用しました。これにより、センサーが彼の思考を刺激して、損傷した脊髄を迂回しながら手と指を制御できるようになりました。手術は成功しました。

これはニューロコンピューティングの歴史上唯一の成功した脳インプラントではない。肩から下が麻痺した男性も、損傷した脊髄をバイパスすることで麻痺した筋肉の制御を取り戻すことができた。 アスピリンサイズの96チャンネル電極アレイ2個を移植彼の運動皮質に。

その他の注目すべき進歩: EEG デバイスと BCI は、障害者の生活の質の向上に大きく貢献しています。

しかし、脳制御や心を読むデバイスは、病人や障害者だけのものだとは言えません。これらのデバイスは、すべての人の利益のために、他のタスクや活動を実行するためにも使用できます。

• BBCとThis Placeは、ユーザーが制御できるようにする心を読むヘッドセットを開発するために協力しました。 BBC iPlayer考えながら操作します。リモコンはもう不要です。
• 高麗大学KU-KIST融合科学技術大学院の准教授が率いるチームは、 Eグラスを開発したファン・ソクウォン氏。

このプロトタイプの眼鏡は、装着者の耳と目の間にある柔軟な電極センサーで構成されています。まず、電極は脳の電気活動をモニターする EEG と、目の動きを追跡する眼電図 (EOG) で構成され、その両方を眼鏡から処理および解釈用のデバイスに送信します。

このメガネは、装着者の精神的健康状態を監視したり、目でゲームをコントロールしたり、装着者が必要とするときにサングラス モードのオン/オフを切り替えたりするために使用できます。

• 日産とNASAは、自動運転ロボットカー技術の開発に協力している。 マインドセンスドライバーの脳活動を読み取り、監視し、測定して、運転に注意を払っているかどうかを知ることができます。

• 2013年、NASAは驚くべきアイデアを思いつきました。 惑星探査機を制御するBCI彼らはエセックス大学の科学者らと共同で、心で仮想宇宙船を制御するプロジェクトを立ち上げた。

  
  

• あブレインドローンレース2016年にフロリダ大学の神経科学者らが主催したこのコンテストでは、パイロットが脳を使ってドローンをゴールまで飛ばすという競技が行われた。

リストはどんどん続きます。

しかし、存在する他のあらゆるテクノロジーや物と同様に、考慮すべき長所と短所は常に存在します。

ニューロコンピューティングの倫理的考慮

ニューロコンピューティングは、特に下半身麻痺患者にとって、すでに生活を変えつつある技術です。下半身麻痺患者の多くは、心で制御できるロボットの身体部位を手に入れたり、脳ニューロンインプラントを通じて脊髄損傷を回避して身体を動かす刺激を与えたりできるようになりました。

話すことができなかった人々も、心を読む装置を通じて、自分の気持ちや望み、必要なものを伝え、交流することができるようになりました。日常生活やさまざまな分野でこれらの装置を適用したいと考えている、他のすべての健常者、組織、企業にとって、これは十分に実現可能です。特定の活動に「気楽さ」をもたらし、おそらくより静かな世界を作り出すことができるでしょう。

しかし、侵襲性 BCI を脳に埋め込むには、検討するにはリスクが高すぎる外科手術が必要です。脳は脆弱な臓器であり、損傷を受けると精神異常や脳死につながる可能性があります。

そのため、脳インプラントのリスクを考えると、この技術は完全に機能する人間にとっては非現実的である。一方、下半身不随の人は、より良い生活の質を求めて、これらの処置を受けることができる。

微妙な状況だが、それが他人の言いなりになる静的な世界に閉じ込められないために必要であるならば、危険を冒す価値はある。

このため、Neuralink や Meta などの企業による BCI は、あらゆる人を対象に想定されているものの、現時点では麻痺を抱える人々にとってより魅力的です。

こうした懸念から、科学者たちは非侵襲的な心を読む方法を再検討している。

昨年、 GrapheneX-UTS 人間中心人工知能センターシドニー工科大学の研究者らは、頭に載せると思考を言葉に変換できる、携帯可能で非侵襲性の帽子のような装置を発明した。

さらに、テキサス大学オースティン校の科学者らは、非侵襲的な技術fMRI と AI 言語モデルを使用して脳の活動をモニタリングし、脳内の思考を実際の音声に変換します。

これらの技術の精度は平均的でした。しかし、意図した目標は達成され、精度を高めるにはさらに何年もの開発期間が必要でした。

それでも、コードが突き出ているヘッドピースを持ち歩きたい人はいないでしょうし、fMRI 装置を一日中持ち歩くこともできません。そのため、目立たず邪魔にならないデバイスや、リスクの少ない侵襲性 BCI が必要です。

脳波で制御され、私たちの心を読み取るデバイスが世界中に溢れるようになる一方で、これは深刻な懸念を招きます。ある日、私たちは他の日々と同じように、頭の中で静かに考えながら活動するようになるのですが、悲しいことに、組織は必要に応じてこれらの考えを読み取り、監視、保存、アクセス、使用できるようになるのです。

悲劇的に聞こえるかもしれませんが、それはすでに進行中です。

データのプライバシー:私たちの脳内の思考は現在、唯一アクセスできない資産であり、プライバシーが守られ、最も親密な思考や個人のアイデンティティが保たれる場所です。誰も私たちの心にアクセスできないようにする必要があります。

しかし、神経科学における最近の発見や技術により、この固有のプライバシーは私たちが知っているよりも早く侵害される可能性があり、私たちは大手テクノロジー企業や組織に対して本当に無防備な状態に置かれることになります。

もし私たちが自分の心をコントロールできなくなり、企業が私たちの思考をスパイできるようになったとしたら、私たちには他に何が残るでしょうか?

インターネットと同じように、企業はターゲットを絞ったマーケティングのために私たちの脳データを購入し、アクセスできるようになるでしょう。

あらゆる製品の最初の訴求力は脳から始まります。言葉で表現することはできないかもしれませんが、正確に考えることはできます。広告主が私たちが感じているのとまったく同じ情報を持っていると想像してみてください。そうすれば、広告主は事実上、魅力的な方法で製品を宣伝することができるでしょう。

ニューロコンピューティングや心を読むデバイスによって、脳のデータが大量に利用可能になり、これもまた私たちにとって非常に有害です。

考えてみてください。魅力的な広告を除けば、あなたはどれくらい安全ですか?

脳には、パスワード、位置情報、投資、所有金額、資産の保管場所など、すべての秘密が保存されています。脳のデータがハッキングされれば、耐えられないほどの損失となります。

ニューロコンピューティングと心を読む技術が悪用される可能性が非常に高いため、私たち全員を守るために人権法を改正する必要があるという一部の神経科学者の主張は正当である。

この技術は私たちの最も基本的な権利を侵害する可能性があるため、現在の法律では状況を完全に救済することはできません。私たちを守るためには、新たな「心の法学」が必要です。

つまり、全体として、私たちの最大の課題はプライバシーと安全性です。

将来はどうなるのでしょうか？

静かな世界。それが私たちに必要なものなのかもしれない。あるいはそうでないかもしれない。

イーロン・マスク氏と彼の会社、ニューラリンクは最前線に立ち、ニューロコンピューティングの概念を、下半身麻痺患者だけを助けるという概念を超えて推し進めてきた。

マスク氏にとって、それは概念的なやりとりをまったく新しいレベルに引き上げ、言葉や会話を言語化する必要がなくなり、思考だけで済むようになるだろう。同氏はそれを「合意に基づくテレパシー」と呼び、言葉がまったく不要になる領域だ。

人々が会話している部屋に入っていくと、彼らの思考が目に見えない形で彼らの間を飛び回っているため、会話が成立しないことがあります。今それを読むと、確かに不気味に聞こえます。私たちの話し方はどうなるのでしょうか?

ああ！「私たちのスピーチが必要とされない日など決してないだろう」とあなたが考えていることは分かっています。もちろん、それはある程度真実です。

しかし、考えてみれば、携帯電話が登場する前、私たちがこれらの機器に夢中になりすぎて、物理的なコミュニケーションをほとんど評価せず、むしろ仮想的な会話に夢中になる日が来ると考えたでしょうか? そんなことはないと思います。

カフェでコーヒーを注文したり、映画館で友達にポップコーンを渡すように頼んだり、上司にプロポーズを伝えたり、デートで口頭で会話したりするなど、最も基本的な活動を実行するのに必要なのは思考だけである場合、実際の言葉への感覚が徐々に失われる可能性があります。ほぼ同じように、私たちはコンピューター、タブレット、または携帯電話に入力することを好むため、紙に書くことへの感覚が徐々に失われています。

まあ、それはかなり興味深いことにも思えます。言葉では言い表せないところを、頭の中ですべて表現してくれるので、自分を表現する方法が分からないと言う必要は決してありません。

あなたの感情の概念は、あなたが感じたとおりに流れ、どんなに不満であっても、恐怖、興奮、軽蔑、そしてすべてのつかの間の感情が、そのまま伝えられた正確なメッセージを受け取ることになります。

また、この技術の進歩により言語の壁もなくなり、私たちが考えていることは何でも、望む言語で直接相手に伝えられるようになります。

ニューロコンピューティングが将来にもたらすものは不安と興味をそそるものですが、テクノロジーの進化を止めることはできませんし、未来を止めることもできません。

私たちは最善を望みながら、デメリットを軽減するための対策が講じられることだけを願っています。