シリコン病院：シリコンとソフトウェアが医薬品に取って代わる可能性

2024 年 1 月、 OpenWater は、自社の特許、および開発したデバイスの設計図とソフトウェアをすべてオープンソース化すると発表しました。これは同社にとって異例ではありますが正当な措置でした。同社の目標は、まさにヘルスケアに革命を起こすことだったからです。

スタートアップの歴史上、ヘルスケアに革命を起こすと約束した企業、セラノスがすでに存在していたが、同社は不名誉な結末を迎えた。なぜ私たちはまだオープンウォーターの成功を信じることができるのだろうか。その保証の一つは、同社のCEO、メアリー・ルー・ジェプセン氏の存在だ。

Wikipediaより:

彼女は One Laptop per Child (OLPC) の共同設立者で初代最高技術責任者であり、後に台湾の台北でディスプレイの設計と製造に注力する Pixel Qi を設立しました。彼女は Google X で 2 つのムーンショットを創設して主導し、Facebook / Oculus VR の幹部として仮想現実の発展に向けた取り組みを主導しました。Time 誌は彼女を世界で最も影響力のある 100 人の科学者と思想家のリスト (2008 Time 100) に選出しました。CNN はディスプレイの革新における彼女の功績により、彼女を 2013 年の科学技術分野のトップ 10 思想家の 1 人に選出しました。彼女は 200 件を超える特許を公表または発行しています。

悪くないポートフォリオですよね？しかし最も重要なのは、ジェプセンが脳腫瘍を克服し、現在の医療制度の問題を直接体験し、それを変えようとする強い意志を持っていることです。

しかし、医療制度の何が問題なのでしょうか?

現在のシステムでは、症状が出たときに医師の診察を受けるのが一般的です。しかし、多くの場合、症状は病気が進行した段階で初めて現れます。がんはその典型的な例です。多くの種類のがんは、初期段階では簡単に治療できますが、進行段階では治療が困難であったり、治療不可能であったりします。予防は非常に重要です。体の状態に関する最新情報があれば、これらの病気を早期に食い止めることができます。これにより、回復の可能性が大幅に高まるだけでなく、進行段階で必要な治療が不要になるため、医療費も大幅に削減されます。したがって、診断システムの開発は、治療法の開発と同じくらい、あるいはそれ以上に重要です。

しかし、すでに発症した病気の場合も診断は非常に重要です。良い例は脳卒中です。患者が 2 時間以内に診断されれば、適切な治療で完全に回復できます。しかし、時間が足りなくなると、非常に深刻で永久的な損傷を受ける可能性があります。したがって、この場合も診断は非常に重要です。

OpenWater チームは、近赤外線と超音波を使用して体の状態に関する情報を提供できるデバイスの開発に取り組んでいます。たとえば、OpenMotion というプロトタイプ システムは血流を監視できるため、脳卒中の検出に役立ちます。 このシステムの操作については完全な記事を書いているので、ここでは概要のみを説明します。

このシステムは、近赤外線が人体の奥深くまで浸透する能力に基づいています。近赤外線は軟組織や骨さえも通過できるため、人体の内部を見ることができます (このトピックに関するTED ビデオは、こちらでご覧いただけます)。問題は、光が組織内で散乱し、情報を抽出するのが困難になることですが、不可能ではありません。OpenWater は、集束超音波が通過する光の波長を変え、観察のために重要な光線を効果的にマークする音響光学ソリューションを使用しています。マークされた光線の位相は、特殊なカメラで撮影でき、適切なソフトウェアを使用して必要な情報を抽出できます。

このソリューションの主な利点は、比較的安価なコンポーネント (数ドルのレーザー、CCD チップ、超音波源) から構築できるため、高価な医療機器ではなく誰でも利用できることです。

しかし、この技術の役割は予防と診断だけにとどまりません。集束超音波で脳腫瘍を破壊できる高度な実験が進行中です。妊婦の検査に日常的に使用される超音波技術は、適切に調整すれば、神経膠芽腫細胞を破裂させることができます。さらに、神経細胞を直接超音波で刺激する実験も行われており、将来的には、現在は薬物療法でしか治療できないうつ病の治療に成功するかもしれません。

この技術をナノテクノロジーや遺伝子工学などの他の技術と組み合わせれば、将来の可能性について考える価値はあります。たとえば、適切な造影剤の助けを借りれば、これまでは本格的な医療機器を必要としていた病気の検出が可能になります。がん細胞に印を付け、がん細胞を破壊する毒物をナノテクノロジーを使ってパッケージ化し、超音波を当てた部分でのみ分解するようにします。こうすれば、薬の効果を非常に正確に狙うことができます。

視覚野のニューロンを遺伝子操作して機械的に活性化し、超音波を使って脳に直接画像を送信できるようにすることで、盲人の視力を回復させることを目指す実験も進行中です。さらに、近赤外線を使ってニューロンの状態を読み取ることができるため、ALSなどの麻痺した患者の発話能力を回復できる可能性もあります。

この技術がいかに多用途であるかは明らかです。だからこそ、OpenWater は単一の病気に焦点を合わせているのではなく、プラットフォームを構築しています。目標は、診断目的であれ特定の治療であれ、多くの治療分野で使用できる超音波と近赤外線に基づく汎用デバイスを開発することです。

これは大きな進歩です。この時点から、修復はソフトウェアの問題になります。

誰でも利用できる、近赤外線レーザーや超音波源などの必要なコンポーネントを備えた汎用ウェアラブル デバイスを想像してみてください。同じハードウェアを使用して、脳卒中やガンを検出したり、臨床的うつ病の治療に使用したりできます。何に使用するかをプログラミングするだけです。

数週間前、私はオンラインで検索して、これらの画像をソフトウェアで処理するのがどれほど複雑かを調べました。私は、MRI データセットと、MRI 画像内の脳腫瘍を 99% の有効性で認識できるオープンソース ソフトウェアを見つけました ( これはこれに関する私の記事です)。このシステムは比較的単純なニューラル ネットワークで、開発者は趣味で作成したものです。適切なツールとデータがあれば、オープンソース ソフトウェア開発コミュニティは素晴らしい成果を上げることができるということを指摘しておきたいと思います。このようなデバイスとオープンソース エコシステムを組み合わせることで、ヘルスケアで爆発的な発展が起こり得ることを想像してみてください。

ジェプセン氏と OpenWater はこの可能性に気づき、プラットフォーム全体をオープンソースの基盤上に構築することにした。特許は誰でも自由に使用できるが、設計図、ソフトウェア コンポーネント、医療データ、開発に必要なすべてのものもオープンソースである。同社のビジネス モデルは、技術自体ではなく、ハードウェアの製造から利益を得るというものだ。ジェプセン氏はこの分野で経験があり、このモデルは実現可能だと思われる。ヘルスケアの改革は途方もない仕事だ。従来のスタートアップ 1 社では達成できないため、ジェプセン氏がこれに真剣に取り組んでいるのであれば (実際、彼女は真剣に取り組んでいる)、オープンソースにする以外に選択肢はなかった。

つまり、私たちが話しているのが革命的な技術であることは明らかです。それは指数関数的な成長が可能で、数年以内に医療システム全体を改革する可能性があります。唯一の疑問は、それが指数関数的な爆発に必要な臨界質量にいつ到達するか、そしてオープンソース AI を中心に発展してきたコミュニティと同様のコミュニティがこの技術を中心に構築され、進歩を止められないものにするかどうかです。同様の分野で働くすべての人に、この開発を支援し、革命の一部となるよう奨励します。

この技術はまさに歴史的な可能性を秘めています。誰もが利用できる汎用ヘルスケア ハードウェア プラットフォームと人工知能ベースのソフトウェアを組み合わせることで、ヘルスケアを根本的に変えることができます。この新しいヘルスケア プラットフォームが Silicon Hospital です。

詳細については、このトピックに関する Jepsen の記事を読むか、 YouTube で彼女のプレゼンテーションをご覧ください。