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猿は（マインドコントロール）をマスターします
http://www.mypress.jp/v2_writers/miyu_desu/story/?story_id=517421
猿に「思考」によってカーソルの移動を行わせるという実験が成功したそうです。脳の信号を取り出して機器の制御を行おうとする試みは、すでに猿の「運動皮質」領域の＜運動を指示する＞信号を使うことで成功していますが、今回は猿の「頭頂葉皮質・前運動皮質」領域の＜運動を意図する＞信号によって制御が行われたという事です。
来年米国で人間の「運動皮質領域」の信号によって装置を制御しようという臨床試験（「BrainGate」）が始まるのですが、将来はより高度なレベルで装置の制御が行えるようになるかもしれません。
コンピューターは、運動を意図する脳信号を解読します
心によってコントロールすることができる機械は、実現により近づきました。研究者達は、猿がコンピューター・スクリーン上で動き回るカーソルがそれらの嗜好や目的を明らかにするように「思考」するようにそれらを訓練しました。
この技術は、言葉や合図によってその意志を伝えることができない麻痺した人々の考えを現すことができる装置に結びつくことが望まれています。さらに、それは脳だけで操作される義肢やロボットの開発を助けるかもしれません。
過去2〜3年の間に、研究者達は運動の為の脳の信号を見分け、それらを行動に変換するチップを既に開発しています。装置を取り付けられた猿達は、モニター上のあちこちにカーソルを移動させる訓練をされました。そのような装置は脳の運動皮質、物理的な移動を指図する領域からの信号を翻訳します。
しかし、今、パサデナにあるカリフォルニア工科大学の Richard・Andersen と同僚達は、私たちが行動を意図するのを助ける異なる領域である頭頂葉皮質・前運動皮質からの信号を解読しました。彼等の研究は「Science」誌で公表されます。
「それは＜私は右に手を移動させたい＞と思うことと＜私は水を取ろうと手を伸ばしたい＞と思うこととの間にある違いです」、とAndersenは言います。理論的には、人々の意図や要望を明らかにするために頭頂葉皮質・前運動皮質を利用する装置を使用することが可能かもしれません。
フラッシュ・ポイント
頭頂葉皮質・前運動皮質にワイヤーを挿入した3匹の猿は、コンピューター・スクリーン上で一瞬の光を見せられました。計画された1秒の後に、強調されたスポットに触れた動物は価値のあるフルーツジュースという報酬を受け取りました。
Andersenのチームは猿が思考過程にある間に神経の活動を記録し、計画された移動に関係があった特定の電気的信号を識別しました。その後、彼等はその特定の信号を認識してそれをスクリーン上のカーソルの移動に翻訳するための強力なアルゴリズムを使用しました。一日以内に、猿達はそれらが報酬を得ようとする意図を持つことで、カーソルが光のフラッシュに触れるという事を学び、コンピューター・スクリーンに触れることをやめました。
その後、チームは様々な報酬のタイプ、サイズおよび周波数を含めるために課題を変更しました。研究者達は、それぞれの猿が課題に関して考える代わりに、何を得ることが期待できるのかを予測することができることを知りました。
「それは刺激的な研究です」、と人間が使用する為の同様の技術を開発しているマサチューセッツ州フォックスボロにある Cyberkinetics社の科学的なチーフ・オフィサーである John・Donoghue は語っています。「彼等はその猿がそれを実際にする前に何をするのかを知っています」
コンピューターの制御
Cyberkinetics社は、最近5人の四肢麻痺患者の運動皮質領域にマウス・コントロールとコンピューター・アクセスを与えるチップを埋め込む承認を食品医薬品局（FDA）から得ています。それは来年利用可能になります。
頭頂葉皮質・前運動皮質にチップを埋め込むことは予期しない副作用を生じさせるかもしれない、とDonoghueは警告します。あなたが上司と握手しようと意図した時に、彼の顔を平手打ちする事を一時的に考えたと想像してみてください。その平手打ちは起こるかもしれません。
Andersenは、トレーニングがまもなく望まれない反応を除外するだろうと考えています。また、理想的な脳チップは、様々な脳の領域を利用することによって、動きのための指示に基づいて意図された行動を調整するでしょう。
しかし、「神経の補綴学」が現実のものになるまでには、克服すべき多くのハードルがあります。現在のチップは 1年程しか機能せず、ワイヤーによってコンピューターに接続されます。次世代のものはより長く機能し無線である必要が有るでしょう。
訳注：「補綴」 欠損や異常が生じたとき, 人工物で補綴整形する事
参考リンク： サイエンス・ハイライト 神経の補綴学
麻痺した男性は考えることによって電子メールを送ります
http://www.mypress.jp/v2_writers/miyu_desu/story/?story_id=715693
米Cyberkinetics社の脳内埋め込み型の「脳・コンピューターリンクシステム」であるBrainGateシステムの臨床試験が、2004年6月に24歳の四肢麻痺患者（男性）を対象に開始されていますが、その現在の状況について記事は伝えています。脳内の運動領域に 100の電極を持つ2mm×2mmの大きさのチップを埋め込む手術を受けた後、患者はトレーニングを受け、コンピューターを使った電子メールのチェックやゲームを行う事が可能になり、話をしながらテレビを切り替えたりする事も出来るようになっているそうです。脳内に直接装置を埋め込まないで脳波を読みとる装置の開発も進んでいます。まだそれが広く使われるようになる段階ではないそうですが、ひとまず朗報です。
脳チップはニューロンを直接利用することによって心を読みとります
錠剤サイズの脳チップは、人間の思考を使用して、四肢麻痺患者達が電子メールのチェックとコンピューターゲームのプレイを行う事を可能にしました。その装置は、一度に100のニューロンを利用することができ、人間でこれまでテストされたそのような埋め込み装置のなかで最も精緻な物です。
多くの麻痺患者達は、彼等の目や舌を使ってコンピューターをコントロールしています。しかし、筋肉の機能はこれらの手法を制限し、またそれらを扱う為には非常に多くのトレーニングが要求されます。10年以上に渡って、研究者達は、思考を直接利用する方法を見つけようとしてきました。
2004年6月に、外科医達は、24歳の四肢麻痺患者の運動皮質に、100の電極を持つ装置を埋め込みました。BrainGateと呼ばれるこの装置は、マサチューセッツ州・Foxboroughを本拠とするCyberkinetics社によって開発されていました。各電極は患者の脳の中のニューロンを利用しています。
BrainGateは、他の物事を同時に行う場合でさえも、その患者が彼の思考を使って、コンピューターやテレビをコントロールすることを可能にしました。研究者達は、例えば彼が話をしながら彼の頭を移動させている間に、テレビをコントロールすることが可能だったと報告しています。
研究チームでは、現在その装置をあと4人の患者に対して移植する事を計画しています。
脳波
ライバル・チーム達は、直接ニューロンに触れずに脳活動を読む装置を構築しています。アトランタに本拠があるNeural Signals社は、脳の外部に設置する伝導性の頭蓋ねじの特許を取りました。それは頭蓋骨のすぐ下に位置することになります。他の研究者達は、例えば患者の思考を読むために脳波図を使用するような、非侵入性の技術を開発しています。
しかし、BrainGateの創造者達は、そのような技術が脳活動の一般的なイメージを与えるだけなので、より直接のアプローチが、より多数のより特定の信号を翻訳する事を可能にする、と主張しています。「この配列は100の電極を持っています。したがって、理論上では 100のニューロンを利用することができます」、とロードアイランド州のサージェント・リハビリセンターの研究チームの治験責任医師である Jon・Mukandは語っています。
これが技術をより高速で柔軟なものにする、と彼は主張しています。「多くのニューロンを得ることができる場合、それははるかに用途が広い」と彼は語っています。
しかし、英国・オックスフォード大学で、脳コンピューター・インターフェースを研究している技術者であるStephen・Robertsは、この分野では依然として突破口が待たれている、と語ります。「私たちは、確実にそして多くの忍耐強いトレーニングなしで作動するものを作らなければなりません」、と彼は言います。「これらの装置のほとんどは、患者達のうちの小さな部分集合に対してはよく働きます。しかし、それらを母集団全体のために働かせる前にはまだ長い道のりがあるのです」
つい先日、猿が思考でカーソルコントロールを行った事が報告されていましたが、人間が思考を使ってスクリーン上でリアルタイムにピンポンの対戦をする事が可能だった、と発表されています。これにはfMRIの利用によって脳の活動を感知するのがより容易になった事が影響しているそうでが、特定の思考をした時の脳の活動を「視覚化」することによって、脳の活動制御を訓練する事が容易になるそうです。また、各個人によってコントロールし易いイメージ（人の顔、音、色等）が有るようだ、と研究者達は語っています。
競争者達は、装置をコントロールする為の脳信号を作り出す事を学びます
神経科学者達は、人々がまさに彼等の精神力を使用してプレーする事が出来る卓球のコンピューターゲームを作り出しました。この技術が、いつの日にか、車椅子やコミュニケーション装置をコントロールする事が出来る神経信号を作り出すように人々を訓練するだろう、と期待されています。
それぞれの「脳ピンポン」プレーヤー達は、普通は医療用ブレーンスキャンに使われている機能的核磁気共鳴映像装置(fMRI)の中に横たわりました。短期間のトレーニングの後に、プレーヤー達は特定の考えに専念する事によって彼らのピンポンバットをスクリーン上で上下に移動させる事が出来るようになりました。精巧なデータ分析ソフトウェアは、このシステムに2人のプレーヤー達がリアル・タイムに競い合う為に十分な応答をもたらします。
「私たちはこのようにその脳が相互作用している2人の被験者達を初めて得たことに興奮しています」、とオランダのマーストリヒト大学の神経科学者であるRainer・Goebelは語っています。彼は8月27日に、スウェーデンのストックホルムで開催されたEuroScienceオープン・フォーラムでこの研究について発表しています。
他の研究者達は、脳からの電気的信号の検知によってコンピューター・スクリーン上のカーソルをコントロールすることが可能だという事をすでに示していました。しかし、これは脳の活動を開発する最初の 2プレーヤーゲームです。さらに、fMRIの改善された感度がバットをコントロールすることを学ぶのをはるかに容易にしている、とGoebelは語っています。
集中的なトレーニング
fMRIは、血流中に溶け込んでいる鉄に拘束されている酸素から、小さな磁気信号を拾い上げることにより働きます。特別の領域の脳活動の増加は、血液の流れの増加によってより多くの酸素をもたらし、信号の強さを高めます。この技術は、ミリメートルの精度で脳の特定の領域エリアの比較することが出来ます。また、ほとんどの被験者達は 45分間のトレーニングを3回受けた後で、彼等の考えを「オン」と「オフ」に切り替えることが上手だと証明しています。
Goebelと彼の同僚達は、この新技術が対麻痺の人々が車椅子を操縦する事やコミュニケーション装置を動かす事が出来る信号を作り出す為に、彼等の脳の限定された領域の活動を訓練するのを助けることが出来るだろうと期待しています。fMRI装置は大きすぎるので、持ち運ぶことができませんが、このトレーニングは個人がよりポータブルなEEG装置を使用して、検知可能な明瞭な信号を作り出すのを助けることでしょう。
この技術は、脳の局所的な過度の活動によって引き起こされる鬱病や精神分裂病のような精神障害に関しても人々を助けるかもしれません。 Goebelは、患者達が問題を抱えている脳の領域の活動を視覚化することができたならば、彼等自身がその徴候を引き起こす活動のパターンから自分の脳を遠ざけるように操縦することを学べるかもしれない、と考えています。
精神のオーケストラ
この特別なトレーニングの方法は患者ごとに異なる物になります。「私たちは、被験者達が最良にコントロールすることができる脳の領域を見つけなければなりません」、とこのプロジェクトでGoebel と共に働いたBettina・Sorgerは説明しています。その為のオプショの一つはそれをする事に対処する脳の特別に分離された領域が存在している「人の顔を思い浮かべること」です。
「しかし、それは、一人一人で実際に異なることが有り得ます。私達は、コンサートの光景と音とを非常に鮮明にイメージする事が出来る被験者に、（彼は音楽家でした）遭遇しています。それでは非常に特殊な脳領域が使われていました」、とSorgerは語っています。
その音楽家がピンポンバットがスクリーン移動することを望む場合、彼は精神のオーケストラにより多くの音楽家達を加え、彼のビジョンの強度を強めていきます。スクリーン上でバットを移動させるためには、バットがスクリーンの底部で休止するまで、彼は心からそのような考えを取り除いていきます。それがボリューム・コントロールを視覚化することによく似ている、とGoebelは語っています。
人間の遠隔操作実現は近い！！
脳波 電子 で調べると驚愕の実験内容が、、。
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