イーロン・マスク氏が2016年に創設したBMI（Brain Machine Interface）のスタートアップである米ニューラリンク（Neuralink）は、2019年7月17日に新開発のデバイスや今後の研究方針などを発表した。神経科学者としてBMIの研究を手掛けた経験を持つハコスコ代表取締役の藤井直敬氏は、ニューラリンクの取り組みを「極めて真っ当なアプローチ」と高く評価する。藤井氏にそのポイントを3回にわたって解説してもらう。（日経 xTECH編集部）
BMIは、脳と人工デバイスを接続するための生体インターフェースである。BMIと聞くと、映画「マトリックス」などのSFを思い出す人が多いだろうが、BMIの研究そのものは実は半世紀近く前から行われている。一般の人からすると、最近になってニューラリンクが突然始めたように見える技術も、実は数十年の神経科学の研究成果の上に成り立っている。それらの研究は、BMIデバイスを作るためではなく、脳機能を理解するという究極の目的のために行われたものであり、BMI技術は産業応用可能な成果の一部といえる。
ニューラリンクのアプローチは、筆者のような神経科学者からすると極めて真っ当なものであり、独自に開発した魔法のようなブレークスルーの結果ではない。同社が先日のプレゼンテーションで提示した技術は全て、たくさんの小さな課題を1つひとつ潰していった地道な研究の成果と理解すべきだろう。
そういう意味で、同社は実に信頼できる科学者・技術者集団だ。イーロン・マスク氏の会社ということで、よく知らない人からすると“キワモノ”に見えるかもしれないが、2年でこのレベルの技術開発を行ったということは実に驚くべきことである。日本からこの技術が出てこなかったことは大変悔しいが、志と資金力の違いだと考えれば仕方がない。
難しい脳活動計測手法をあえて選択
神経科学では、長らく脳活動を計測して、その活動の意味を理解しようとしてきた。筆者が研究していた霊長類を使った神経科学分野では、課題実行中のサルの単一神経細胞活動を記録し、課題内でコントロールされるパラメーターと神経細胞活動との相関を調べることで神経活動の意味を探っていた。
例えば、右手の人差指を現在の位置から右側に30cm動かす時と、左側に30cm動かすときの神経細胞活動を記録し、その活動が運動開始のタイミング前後で変化を見せ、さらに左右差があるかを調べる。もし、ある神経細胞が右側に手を動かしたときだけ活動を増やし、左側に動かしたときは変化しないとしたら、その神経細胞は右手を右側に動かす運動の生成や制御に関係している可能性があるというように考える。
しかし、関係があるというのは単なる相関に過ぎず、実際の生成に関与しているかどうかは分からない。そのため、神経細胞活動の本質的な意味を探ろうとすると、神経細胞活動を記録するだけではダメで、何らかの方法を用いて神経細胞活動を操作する必要がある。
例えば、薬物を注入することで神経細胞活動を一時的に止めたり、神経細胞活動に遺伝子導入することで光感受性を持たせて光刺激を行って活動を制御したり、脳局所に小さな電流を流して機能制御に介入したりするという方法がある。そのような介入操作を行って、運動制御に問題が生じて、初めて脳活動と私達の行動の間の因果関係を明らかにすることができる。
つまり、本質的に脳機能を理解するには、脳内ネットワークに双方向に接続して観測者自身がネットワークの一部として機能することが望ましい。それにより、ネットワーク内部の信号の記録や介入が自在にできるようになり、信号の意味を因果的に理解できるからだ。
脳活動計測には、前述した単一神経細胞活動記録の他にも、ローカルフィールドポテンシャル記録、脳波記録、fMRI記録、脳磁計記録など様々な方法があるが、ニューラリンクは単一神経細胞活動記録手法を採用した。同手法は、電極を脳の中に差し込んで、その電極先端周辺の電圧の変化を計測するものである。同手法を選択した理由は、脳内の基本要素としてのニューロンの活動そのものだからだろう。ニューロン活動は、スパイクという神経細胞由来の信号だと断定できるので、記録データの意味を考える必要が無い。それ以外の記録手法は間接的に神経活動を推定することになるので、データそのものを見ても複雑な解析を行わない限り意味を明らかにすることは難しい。そもそも信号のソースが何かを断定することができない。
ニューラリンクが他の手法を取らずに単一神経細胞活動記録を選択したことに筆者は少し驚いた。なぜなら、長期間の安定した単一神経活動記録は非常に難しいからだ。
