脳でタイピング！SFの脳コンピュータインターフェースは現実になるのか？
バンユエ・タン記者 張建馨、李亜亭
思考一つで機械の指に水の入ったグラスを持たせたり、視線を動かすだけでコンピューターに文字を入力したりできます。電極キャップを装着することで、医師は聴覚障害のある子どもの聴力が明瞭かどうかを正確に判断できます…こうしたSFのようなシナリオは、今や医療機関の現実です。脳コンピュータインターフェース技術が徐々に臨床応用されていくにつれ、この最先端技術は医療診断と治療に無限の可能性をもたらすでしょう。
脳コンピュータインターフェースがリハビリテーション医療を支援
10月1日、天津環湖病院（天津大学脳科学医療センター）天塔キャンパスが開院し、天津大学海河脳コンピュータインタラクション・ヒューマンコンピュータインテグレーション研究室と共同で、中国初となる脳コンピュータインターフェースの総合臨床試験病棟が正式に開設されました。ここでは、「霊喜指」「神佳」「神二」など、研究チームが独自に開発した一連の脳コンピュータインターフェース製品が臨床研究されています。
電極キャップを装着し、メイン制御モジュールが入った小さなバッグを携行すると、アルゴリズムによって解読された脳信号がコンピュータ画面に表示されます。スタッフは、右手首から「6本目の指」が生え、それをつかむ様子を想像しました。まるで「心を読む」ことができるかのような機械の指は、思考に反応してゆっくりと開き、テーブルの上の小さなボールをしっかりとつかみました。
天津大学海河脳コンピュータインタラクション・ヒューマンコンピュータインテグレーション研究室が開発したこのウェアラブル指デバイスは、「神功 – 霊喜指」と呼ばれています。この驚くべき「霊喜指」は、既に多くの脳卒中患者による片麻痺や筋緊張亢進の把握動作の補助に役立っています。
患者の「心を読む」魔法の指に加え、「神功・神機」「神功・神甲」「神功・神行」といったデバイスは、脳卒中患者の手、上肢、下肢の運動機能リハビリテーションを効果的に支援し、これまでに3,000人以上の患者に使用されています。
56歳の張さんは突然の脳卒中を患い、右半身の機能が著しく低下し、自力で歩くことも食事することもできなくなりました。「神功・霊技」脳コンピューターインターフェースを用いた上肢訓練を8回、「神功・神甲」デバイスを用いた下肢外骨格訓練を6回受けた後、張さんの上肢の可動性は著しく改善し、今ではスプーンを使って自力で食事ができるようになりました。 「まるでロボットになったみたい。考えると足が実際に動くんです」と、張氏は初めて外骨格デバイスを装着した時の感想を語った。
「脳コンピュータインターフェース技術は未来の技術への扉を開きました」と、天津大学教授で海河脳コンピュータインタラクション・ヒューマンコンピュータインテグレーション研究室の執行副室長を務める倪光建氏は述べた。「脳コンピュータインターフェースはリハビリテーション医療と最も密接に関連しています。脳コンピュータインターフェースの助けを借りれば、運動機能障害のある患者の中には、ある程度の運動能力を取り戻し、さらには運動機能を再構築できる人もいます。」
研究室から病棟へ
麻痺した患者は脳で制御するロボットアームで文字を書き、盲人はチップインターフェースを通して光と影を「見る」ことができ、うつ病の患者は脳波刺激によって笑顔を取り戻します…。脳コンピュータインターフェース技術は、臨床治療に新たな可能性をもたらします。倪光建氏は、脳コンピュータインターフェース（BCI）は全く新しい、SF映画のような技術であるため、多くの人が体験を希望しているものの、斬新な体験だけでは十分ではないと述べた。現在の目標は、従来の治療法と比較して、脳コンピュータインターフェース（BCI）技術の比較優位性を確立し、患者にとって具体的なメリットを確保することだ。
今年8月、天津大学海河脳コンピュータインタラクション・ヒューマンコンピュータインテグレーション研究室は、天津環湖病院、首都医科大学宣武病院、北京天壇病院など、国内トップクラスの医療機関と共同で、神経集中治療におけるBCIの多施設臨床試験を開始した。水頭症の正確な診断と治療という国際的な課題の解決に焦点を当て、一連の革新的な研究成果を発表した。その一つとして、世界初の正確かつ客観的な神経集中治療用BCIオンライン診断システム「神功神高」は、診断時間を3日から30分に短縮した。
神経調節型機械外骨格システム「神功神甲」（インタビュー対象者提供画像）
生後5ヶ月の乳児が、この一連の革新的技術の真の恩恵を受けました。当時、天津環湖病院の小児神経外科集中治療室では、水頭症により頭部が異常に腫れ上がり、皮膚の下に紫色の静脈が蛇行していました。治療チームは、脳脊髄液（CSF）循環動態検査を実施することで水頭症の種類を迅速に特定し、医師は最短時間で治療計画を決定し、最終的に乳児の命を救うことができました。
「この技術は、人工知能、脳コンピュータインターフェース、そして脳脊髄液（CSF）動態モデリングを融合したものです。画像診断を必要とせず、CSFの流れをリアルタイムで評価できます」と、天津大学教授で海河脳コンピュータインタラクション・ヒューマンコンピュータコラボレーション研究室副所長の劉秀雲氏は述べています。「これは、脳脊髄液（CSF）経路の動態心電図を撮影するようなものです。曲線の傾向を観察することで、小児の水頭症の種類を迅速に判断し、医師が適切な治療時期を見極めるのに役立ちます。」
近年、脳コンピュータインターフェース技術は臨床診断と治療法を継続的に進歩させてきました。今年8月には、中国科学院航空宇宙情報研究所国家センサー技術重点研究室がハルビン医科大学第一付属病院脳神経外科と共同で、「埋め込み型微小電極アレイに基づく深部脳腫瘍境界の正確な位置特定」に関する臨床試験を成功裏に完了しました。脳コンピュータインターフェース技術の活用により、医師は腫瘍の境界を正確に特定し、機能領域を最大限に保護しながら腫瘍切除を実現しました。
次世代公共医療の重要インフラ
工業情報化部を含む7つの部門が発表した「脳コンピュータインターフェース産業の革新的発展促進に関する実施意見」では、2027年までに主要な脳コンピュータインターフェース技術において画期的な進歩を達成し、先進的な技術体系、産業体系、標準体系を初期段階から構築することを提案しています。また、2030年までに脳コンピュータインターフェース産業のイノベーション能力を大幅に向上させ、安全で信頼性の高い産業システムを構築することを目標としています。
この新技術の円滑かつ迅速な発展を確保するため、関係部門および地域も関連措置を導入しています。国家衛生健康管理署が発行した「神経系医療サービスの価格項目設定に関するガイドライン（試行）」では、非侵襲性脳コンピュータインターフェース（BCI）の適応費用と侵襲性脳コンピュータインターフェース（BCI）の埋め込み・除去費用を含む、脳コンピュータインターフェース技術に関する個別の価格項目が明確に定められています。これは、BCI技術が成熟すれば、その迅速な臨床応用に向けた課金の道筋が開かれたことを意味します。
さらに、北京、上海などの都市では、BCI分野における規制政策、臨床試験、産業集積について明確な行動計画が発表されています。国家科学技術倫理委員会の人工知能倫理小委員会は、BCI研究に関する倫理ガイドラインをまとめました…
「BCIは贅沢品ではなく、次世代の公共医療にとって重要なインフラです。医療保険、病棟、そしてベッドサイドに導入されて初めて、真の医療革命と言えるのです」と劉秀雲氏は述べています。
未来の産業であるBCIは、技術、エコシステム、そして人材の連携が不可欠です。関係部門は、コアハードウェアや神経信号デコードといった主要分野における独立したイノベーションを促進し、ハードウェア、アルゴリズム、データリソースを統合するオープンソース共有プラットフォームを構築し、産学連携を促進し、技術革新を加速させることができます。
出典：新華網（編集者：李芳）
出典: 元記事を読む
※現在お読みいただいているこの記事は、国内外のニュースソース等から取得した情報を自動翻訳した上で掲載しています。
内容には翻訳による解釈の違いが生じる場合があり、また取得時の状況により本文以外の情報や改行、表などが正しく反映されない場合がございます。
順次改善に努めてまいりますので、参考情報としてご活用いただき、必要に応じて原文の確認をおすすめいたします。