ElMindAは、世界経済フォーラムの 2015年度「テクノロジー・パイオニア」に選ばれた企業の一つです。同社のセンサーを内蔵したヘアネットのような形状のヘルメットは、脳活動のパターンを検出してマッピングします。CEOのロネン・ガドットは、脳疾患の診断と治療、医薬品開発、ウェルビーイングの向上への応用の可能性について語ります。
ElMindAのアプローチは、fMRIスキャンのような他の脳の測定方法とどのように異なるのですか？
一つの例えとして、道路をマッピングすることと、その道路上の交通の流れをマッピングすることの違いを考えてみてください。例えば、脳のどの部位が痛みに関連しているかを一般的な観点から知っていても、現在何らかの痛みを経験している特定の個人の脳内で実際に何が起きているかまでは分かりません。また、その個人の脳活動をマッピングできたとしても、医師が日常の臨床診療で結果に確信を持って用いられるほど堅牢かつ信頼できる形で実現することは、さらに別の難題です。それこそが、2006年から開発を続けている脳ネットワーク活性化（BNA）技術の目的です。
考えてみれば、脳は、医師が機能を直接測定することなく治療しなければならない、体の唯一の部位です。脳震盪のような頭部への衝撃を受けた場合、動く指を目で追わせるような簡単な検査や、症状だけに基づいて、その重症度を診断しようとしなければなりません。あるいは、うつ病に苦しむ人には、症状や行動について尋ねたうえで、その問題を尺度で評価しようとします。これは、レントゲンを使わずに、症状と触診だけで整形外科医に骨折の診断をさせるようなものです。
目的は、医師が問題を診断できるようにするだけでなく、それらを治療できるようにすることでもあります。例えば、電極を使って、特定の患者が経験する痛み、注意欠如、あるいは記憶喪失に関連する脳活動を特定できるとしたら、同じ電極を使って、機能不全を起こした神経経路を調整または打ち消すような方法で脳に電気刺激を与えることはできないでしょうか。私たちは、この問いについて、ハーバード・メディカル・スクールとともに重度の慢性疼痛を対象に概念実証研究を行いました。その結果は非常に有望で、重度の線維筋痛症による痛みを抱える患者の半数以上が、痛みのレベルが少なくとも半分に軽減したと報告し、生活の質も大幅に改善しました。
同じ怪我を負った二人の個人の場合、その人たちの痛みの体験がBNAマップにどのように現れるかは、どの程度似ており、どの程度異なると考えられますか？
脳研究の課題の一つは、脳が非常に可塑性に富んでいることです。脳は時間とともに変化するため、個人間の違いだけでなく、同じ個人の中でも、数年という期間において違いが生じます。理想的には、特定の人物の個人的な脳機能を把握するために、およそ1年ごとにベースラインの検査を行い、その後その人が何らかの脳の問題を抱えた際に、その時点での人生において通常どのように情報を処理しているかについて比較の基準とできるようにしたいところです。
したがって、個人間および個人内の違いを理解することは非常に重要ですが、興味深いことに、個人のベースラインがなくても推論を行えるだけの十分な類似性も個人の脳機能の間には存在します。その目的のために、私たちは、異なる年齢、性別、表現型の個人の脳機能に関する大規模なデータベースが必要です。過去10年間にわたり、私たちは1万人以上の個人のデータを収集・分析し、共通点を明らかにしてきました。例えば、20～24歳の女性を研究し、共通の要素を探したうえで、同年代の男性や、より年上の女性と比較します。これにより、類似点を特徴づけ、特定の個人のBNAマップが想定される範囲内に収まるか、範囲外にあるかを把握できるようになります。
では、最大の課題は脳波を測定するハードウェアの開発ではなく、それを解釈するソフトウェアにあるということでしょうか？
まさにその通りです。相対的に言えば、ハードウェアはそれほど大きな課題ではありません。脳から発せられる電場や磁場を測定する方法は多数あります。これらの脳波は本質的に、脳が情報を符号化する方法の測定値であり、大きな課題はそれを解読し、意味を読み解くことです。私たちの中核的な能力はソフトウェアであり、脳波が測定された方法にかかわらず、そこから臨床的に意味のある情報を解読する高度なアルゴリズムやビッグデータ分析です。そして、それを臨床的に意味のある形で実現するために、私たちは主要な医療機関、製薬企業、その他の業界関係者とのパートナーシップに大きく依存しています。
現在、BNAマップはどのような用途で使われており、開発パイプラインには何がありますか？
頭部外傷からの回復は、私たちが「取り組みやすい課題」として最初に目を向けた応用分野でした。これは、米国のアスリート、特にフットボールやアイスホッケーのような高校および大学のコンタクトスポーツにおいて、大きな公衆衛生上の課題となっています。また、今年初めのFIFA女子ワールドカップでドイツとアメリカの選手が頭部を激しくぶつけ合った事例のように、注目を集めた事故も起きています。BNAマップは、すでに医師によって、回復状況を監視し、脳機能がいつ、そして正常に戻ったかどうかを判断するために使用されています。これは、損傷そのものを直接確認する手段がない場合には難しい作業です。まだ完全に回復していない脳に二度目の衝撃が加わると、不可逆的な脳損傷や深刻な結果につながる可能性があります。
すでに使用されている別の応用分野は、製薬企業の医薬品開発の支援です。研究の非常に初期段階では、BNAマップは新規分子が期待どおりの方法で脳に作用しているかどうかを把握するのに役立ちます。後期段階では、BNAマップは、治療を最適化するための適切な用量はどの程度かといった問いに答える助けになります。これにより、臨床試験で数百万ドルを節約し、医薬品開発を加速させることができる可能性があります。脳関連の医薬品を市場に投入するには、平均で10年と10億ドルを要するのです。
将来の応用としては、最大20億人が何らかの脳疾患に苦しんでいると考えられています。自閉症やADHDのような小児の発達上の問題から、うつ病、不安障害、痛みといった神経疾患や精神疾患、さらにはパーキンソン病やアルツハイマー病のような加齢に伴う神経変性疾患に至るまでです。つい最近、私たちは、神経調節（ニューロモデュレーション）、うつ病、パーキンソン病、ADHDの新たな測定および治療方法を研究するため、産学連携のコンソーシアムに対して大規模な助成金を受けました。BNAマップが、あらゆる種類の脳の問題の診断や治療を改善し、何十億人もの人生を変える可能性は大いにあります。この分野では、善いことをすることで大きな成果を上げられる可能性が大いにあります。
BNAマップは、機能不全に対処するだけでなく、機能を強化する可能性もあるのでしょうか？
実際、BNAマップがウェルネスアプリに使われるようになることは十分考えられます。自宅に座り、キャップをかぶって、創造性、注意力、記憶を司るネットワークを測定し、その特定のネットワークの機能を高めるような何らかの神経調節を適用する姿を想像できます。自分自身の脳と相互作用する能力は、例えば心血管の健康を管理する現在の取り組みと同じくらい、ウェルビーイングの重要な一部になるかもしれません。
人間の脳は複雑なものです。約1,000億個のニューロンが1兆を超える結合で接続されており、私たちが行うすべてのことは、これらのネットワークの電気化学的な発火の機能です。しかし、私たちの理解は急速に深まっています。ノーベル賞受賞の神経精神医学者エリック・カンデルが最近述べたように、私たちはこれまでの歴史全体で学んだことよりも、過去5年間でより多くを学びました。そして、私たちはまだ氷山の一角にすぎません。学ぶべきことはまだ数多くあります。
2015年テクノロジー・パイオニア全員の詳細は こちらでご覧いただけます。
執筆者：ロネン・ガドット、ElMindA CEO、世界経済フォーラムの 「テクノロジー・パイオニア」。
画像：2011年1月7日、マサチューセッツ州ケンブリッジのMITミュージアムで開催された、マサチューセッツ工科大学の創立150周年を記念する「MIT 150展」の報道公開にて、患者「H.M.」の脳切片の展示の前を通り過ぎる女性。REUTERS/Brian Snyder
