DX STRATEGY

神経義肢の開発が進むことで、バリアフリーな社会が構築可能になる。VRとブレイン・コンピューター・インターフェイスが接続され、物理世界よりも先に、まひ患者が孤立しない社会がメタバースにやってくる。

ILLUSTRATION: SAM PEET

世界中のビジョナリーや起業家、ビッグシンカーがキーワードを掲げ、2023年の最重要パラダイムチェンジを網羅した恒例の総力特集「THE WORLD IN 2023」。神経科学者のエド・チャンは、23年には障害者がメタバースに完全参加できるようなBMIアプリケーションが登場するだろうと予想する。

神経義肢の分野では、まひ患者が現実世界で失った能力を回復し、生活を改善させることが大きな目標となっている。

ブラウン大学の神経科学者リー・ホックバーグとジョン・ドナヒューが2012年に実施した研究はその好例だ。ふたりは長期のまひ患者2名（58歳の女性と66歳の男性）に脳と機械をつなぐブレイン・マシン・インターフェイス（BMI）を使う訓練を実施した。これは運動皮質から発せられた信号を解読し、ロボットアームに手を伸ばして物を掴むように指示するものだ。ひとりの被験者は、このデバイスを使ってボトルを手に取り、中身を飲めるようになった。

もう少し最近の例を挙げると、グルノーブル大学病院に所属するフランス人チームによって、四肢まひの28歳の男性に硬膜外ワイヤレスBMIを埋め込む手術が17年に実施された。2年間のトレーニングを経て、患者は脳活動だけでエクソスケルトン（強化外骨格）の一部を制御できるようになったのだ。

多様な社会はVRが先取り

高度なロボット工学から、患者の損傷した手足で起きる末梢神経の微細な神経再生に至るまで、こういったプロジェクトには並外れた医学と技術における躍進が欠かせない。これらの手段を現実世界で臨床応用するには、引き続き開発に注力する必要がある。

しかし、脳とコンピューターをつなぐインターフェイス（BCI）を使いこなす技術、すなわち脳の信号を意図通りの動作に変換する技術の習得に必要とされるのは、もっとシンプルで安価かつ安全な技術かもしれない。すなわちバーチャルリアリティ（VR）だ。BMIは最初のトレーニングとして、仮想空間上でシミュレーションを実施する。被験者はまず、現実世界のロボットアームを操作する前に、バーチャル版で操作方法を学ぶのだ。

ゲームの世界とメタバースが進化するなか、BMIアプリケーションの次なる大きなブレイクスルーは、現実の世界で実現される前に仮想空間で起きるかもしれない。ジョンズ・ホプキンズ大学の研究チームによって、その可能性がすでに示されている。

この研究チームは、BMIを利用したフライトシミュレーションによって、半身不随の患者に戦闘機の操縦を教えることに成功した。発表された論文には、次のように記されている。「被験者の立場から見て、これは彼女が実施した実験のなかで最も刺激的で愉快なもののひとつだったようだ」

23年には、障害者がメタバースに完全参加できるようなBMIアプリケーションが登場するだろう。まずはチャットルームのような簡単にやりとりできるコミュニケーション空間に参加できるようになり、バーチャル空間で3Dアバターを使って買い物、社交、ゲームなどを楽しめるようになるはずだ。

BMIで交流する時代の到来

これは、わたしがカリフォルニア大学サンフランシスコ校で取り組んでいる、音声コミュニケーションを取り戻すためのBMIを構築する研究にも当てはまる。わたしたちはすでに、文字を使ったメッセージでリアルタイムに会話する訓練を患者に実施している。

次なる目標としてわたしたちは、リアルタイムでの音声合成の実現を目指している。まひ患者が現実世界で会話することは、すでに高い精度で実現している。だが、それをリアルタイムで実施することは新たな挑戦となるだろう。

また、バーチャルな交流をより豊かなものにするために、アバターの表情を制御する研究にも手を伸ばしている。音声の知覚や理解は、話し相手の口や唇の動きを見ることで大きく向上する。声道や口を制御している脳領域は、非言語的な表情をつかさどっている領域とも重なり合っているので、顔のアバターで表情もより豊かに表現できるようになるのだ。

VRとBMIが合流するなか、テック企業もまた、非侵襲的／侵襲的な神経インターフェイスのアプリを消費者向けに開発していることはけっして偶然ではない。こうした進歩は、コンピューターとの関わり方だけでなく、人間同士の関わり方を大きく変えることは言うまでもないだろう。

しかし、まひ患者にとっては、もっと根本的な変化が訪れるとわたしは推測している。それは、社会生活に参加する能力にかかわることだ。まひがもたらす最も悲惨な側面のひとつとして挙げられる点は、社会的孤立なのだ。

とはいえ、わたしたちはショートメッセージやメールといったデジタルな形式で連絡をとり、交流の場をバーチャル環境に移行している。つまり、そこにはかつてないほどのチャンスがある。BMIによって、わたしたちは満たされていないニーズに応えられるようになるのだ。

エド・チャン | ED CHANG
カリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経外科学部で学部長を務める。音声知覚において、音を音声と音律情報に変換する皮質領域の新たな機能構成を解明したことで、米科学アカデミーから中堅の神経科学者に与えられるPradel Research Awardを2022年に受賞。