人間の脳は、ある意味、よく整備された自動車のエンジンに似ています。問題が起きるまでは意識されることなく、静かに動き続けます。脳波計（EEG）や、血液中の関連する変化を検出して脳活動を測定するfMRIなどの神経画像技術は、働いている脳を観察するさまざまな方法を提供します。しかし、そうした観察の大半は、学術研究の限られた実験環境か、すでに何らかの異常が起きたと分かった後の診療現場で行われています。
脳が日常生活の中でどのように働くのか、また友人と話す、机で仕事をする、テレビを見るといった現実の作業をしているときにどう働くのかについて、私たちはまだあまり知りません。
なぜこれが重要なのでしょうか。もう一度、自動車について考えてみてください。中古車を買うなら、その車がどれほど「健全」か知りたいはずです。まずエンジンの音を聞くでしょう。しかし、試乗すれば、その性能をもっとよく判断できます。街中をゆっくり走り、高速道路を速く走り、曲がりくねった田舎道を通って戻るのです。神経科学では今、重要なことが二つ進展しており、近い将来、あなたや医師が脳を定期的に「試乗」して、アルツハイマー病のような脳を損なう病気の初期兆候を捉えられるようになるかもしれません。
一つの進展は、EEG、つまり「脳波」技術が非常に小型で安価になり、 消費者向けのウェアラブル機器として販売されていることです。脳波には、人の脳の健康状態に関する多くの情報が含まれています。イタリアのトレント大学にあるガブリエレ・ミチェーリ氏の研究室と共同で、クイーンズ大学ベルファストで私たちが行った新たな研究では、 高齢者の認知機能低下は検出できることが分かりました。研究室で記録した脳波は、わずか30分間のものでした。25歳から80歳までの健康な人40人と、60代および70代で認知症の初期段階（加齢に伴う認知機能低下）にある人10人を対象に、画面に映し出した画像に脳がどれほど速く、強く反応するかによって、健康な人の「脳年齢」を測定できることを確認しました。
体のほかの部分と同じく、脳も加齢に伴って自然に働きが遅くなります。健康な人では、年齢とともに脳の反応が（当然ながら）遅く、弱くなるのが見られました。一方、認知症の人は外れ値で、脳は暦年齢から予想されるよりも高齢に見えました。脳活動は、将来的に自動診断に利用できる形で、より年齢が高いように見えたのです。
物語を生き生きと感じる
カーネギーメロン大学を拠点とする別のチームとともに、私はまた、 物語を読んでいる間に脳がどう反応するか を、ハリー・ポッターと賢者の石の章の一つを使って調べました。物語に没頭して読むとき、脳では多くのことが起きています。物語への感情移入に加えて、個々の単語を認識し、「心の辞書」から意味を取り出し、単語を文につなぎ合わせ、登場人物や物語の展開を追い続ける必要があります。
従来の脳画像実験では、こうした心的過程を一つずつ個別に扱っていました。しかし、トム・ミッチェル氏と博士課程の学生レイラ・ウェベ氏が主導したこの研究では、現実世界の作業中にこれらの過程が相互に作用する様子を観察できました。8人の脳を研究用fMRIスキャナーで撮影し、複雑で楽しい読書という過程に関わる脳の部位を特定しました。現実の活動、つまり一種の脳のトレーニングをしている最中に、脳の働きをリアルタイムで追跡することができました。
脳波技術の消費者向け展開と、複雑な現実世界の作業中に脳活動を追跡する能力という、この二つの進展が、認知機能の問題の検出や、薬物療法その他の治療の効果測定に役立つことを期待しています。記憶力や語彙力は、人が年を重ねるにつれて最初に衰え始める能力の一部です。EEGで捉える反応の遅延や弱まりのパターンと、物語を読むという没入感のある総合的な脳のトレーニングを組み合わせれば、最善の対応策を見つける助けになるでしょう。
同様の方法は、失読症など特定の言語や学習の問題にも使える可能性があります。また、ADHDや自閉症のような状態を探る手段として、注意や感情面での関与を測定することにも応用できます。私たちは、この技術の商業的な応用と、日常生活における消費者への適用可能性を探っています。
本記事は、 The Conversationとの協力により掲載されています。 本記事の掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：ブライアン・マーフィー氏は、クイーンズ大学ベルファストの電気工学・コンピューターサイエンス学部で電子工学の講師を務めています。
画像：2011年9月13日、リオデジャネイロのコパカバーナに立つ高齢男性。REUTERS/Ricardo Moraes。
