ブレインマシンインターフェイスは、かつてはサイエンスフィクションの一部でした。 しかし、人または動物の脳と外部デバイスまたは別の脳との間の直接通信を可能にする技術は、過去10年間で大きな進歩を遂げました。
科学者は、麻痺した人が画面に文字を入力したり、ある人が自分の考えで他の人の手を動かしたり、2匹のラットが考えを交換できるようにするインターフェースを開発しました。タスク-数千マイル離れたラボにいるとき。
現在、デューク大学のミゲル・ニコレリス率いるチーム（他のブレインマシンインターフェースの中でもラット思考トレーディングスキームの科学者）は、サルが実際の腕を動かすことを考えるだけで2つの仮想腕を制御できる新しいセットアップを作成しました。 彼らは、本日Science Translational Medicineで発表された論文で明らかにされた技術が、いつかは麻痺した人間がロボットの腕や脚を動かすことを可能にする同様のインターフェースにつながることを望んでいます。
以前、ニコレリスのチームと他の人は、サルと人間が単一の腕を動かすことができるインターフェースを作成していました 同様に、これは動物が複数の手足を同時に動かすことを可能にする最初の技術です。 「キーボードで入力することから缶を開けるまで、私たちの日常活動における両手の動きは非常に重要です」と、ニコレリスは記者会見で述べました。 「人間の可動性を回復することを目的とした未来のブレインマシンインターフェイスは、重度の麻痺患者に大きな利益をもたらすために、複数の手足を組み込む必要があります。」
グループの以前のインターフェイスと同様に、新しい技術は、他の機能の中でも特に、随意運動を制御する脳の領域であるサルの脳の大脳皮質に外科的に埋め込まれた極薄電極に依存しています。 しかし、ほんの一握りのニューロンで脳の活動を監視する電極を使用する他の多くのブレインマシンインターフェースとは異なり、ニコレリスのチームは、被験者である2つのアカゲザルの皮質領域に分布するほぼ500個の脳細胞の活動を記録しましたこの研究。
その後、数週間かけて、サルをモニターの前に繰り返し設置し、一人称視点で仮想の腕のペアを見ました。 最初は、各腕をジョイスティックで制御し、報酬を得るために腕を動かして動きのある形を覆う作業を完了しました（ジュースの味）。
これが起こると、電極はサルの脳活動を記録し、さまざまな腕の動きと相関し、アルゴリズムはそれを分析して、ニューロンの活性化の特定のパターンがどのような腕の動き（左または右、前後）に関連しているかを判断しました。
最終的に、アルゴリズムが脳のパターンに基づいて猿の意図した腕の動きを正確に予測できたら、ジョイスティックが仮想腕を制御しなくなるようにセットアップを変更しました。電極によって記録された猿の思考が代わりに制御されました。 猿の視点からは、ジョイスティックがまだ彼らの前に出されていたので、何も変わっていませんでした、そして、コントロールは彼らがとにかく作り出している脳パターン（特に、彼ら自身の腕が動くことを想像する）に基づいていました。
しかし、2週間以内に、両方のサルは、実際に手を動かしたり、ジョイスティックを操作して仮想腕を動かしたりする必要がないことに気付きました。 時間が経つにつれて、彼らはこの機械と脳のインターフェースを介して仮想アームを制御することがますます良くなり、最終的にはジョイスティックを動かしたのと同じくらい効果的にそれを行いました。
この種のインターフェースの将来の進歩は、麻痺やその他の原因で自分の手足のコントロールを失った人々にとって非常に貴重なものになる可能性があります。 ハイテクなバイオニックの手足が発達し続けるにつれて、これらのタイプのインターフェースは、最終的には日常的に使用される方法になる可能性があります。 たとえば、脊髄損傷のある人は、アルゴリズムが自分の脳のパターンを解釈して2つのロボットアームを望ましい方法で動かすことができるように、2つのアームの動きを効果的に想像する方法を学ぶことができます。
しかし、脳と機械のインターフェースは、スマートフォン、コンピューター、その他のコンシューマーテクノロジーのユーザーなど、より多くの人々にもいつか役立つ可能性があります。 すでに、企業は脳波を監視するヘッドセットを開発しているため、基本的には脳をジョイスティックとして使用するだけで、ビデオゲームでキャラクターを動かすことができます。 最終的に、一部のエンジニアは、ブレインマシンインターフェイスを使用して、言葉を発したり画面に触れたりすることなく、タブレットを操作し、Google Glassなどのウェアラブルテクノロジーを制御できると考えています。
