脳科学が世界を変える5つの方法

Hong Gi Kim of South Korea competes during the Brain-Computer Interface Race (BCI) at the Cybathlon Championships in Kloten, Switzerland October 8, 2016. REUTERS/Arnd Wiegmann - RTSRCO0
Image: REUTERS/Arnd Wiegmann
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画期的な研究により、閉じ込め症候群の患者が意思を伝える方法が見つかりました。

ジュネーブのWyss Center for Bio and Neuroengineeringの科学者たちは、患者が「はい」か「いいえ」のどちらを答えているか判別できるブレイン・コンピューター・インターフェースを開発しました。

患者たちは完全閉じ込め症候群(CLIS)と呼ばれる状態にあります。原因は、進行性の神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症(ALS)で、患者は完全に麻痺しますが、意識や思考能力は保たれています。そのため、目を動かすことさえできず、意思を伝えることができません。

3人の患者は数週間にわたって計46回を超えるセッションを受け、1人は20回のセッションを受けました。参加者は24歳から76歳までの女性3人と男性1人でした。

患者たちは、答えが「はい」か「いいえ」に限られる一連の質問を受けました。回答は機能的近赤外分光法(fNIRS)を用いて測定されました。この方法では近赤外光を使い、脳の前部における血流の変化を測定します。

「幸せですか?」という質問に対し、4人全員が一貫して「はい」と答え、その回答は数週間にわたる質問の中で繰り返されました。

あるケースでは、家族からの依頼を受け、研究者たちは参加者の1人に、娘が恋人の「マリオ」と結婚することに賛成かどうかを尋ねました。10回中9回、答えは「いいえ」でした。

fNIFRSは、脳を「読み取る」新しい方法です。これまでの研究では脳が発する電気信号の読み取りが試みられてきましたが、成功はほとんどしていませんでした。

「この驚くべき結果は、完全閉じ込め症候群の人は意思疎通ができないという私自身の説を覆すものです」と、研究を主導した神経科学者で、Wyss Center for Bio and Neuroengineeringのニールス・ビルバウマー教授は述べました。

「検査した4人全員が、思考だけを使って、私たちが尋ねた個人的な質問に答えられることが分かりました。より多くの患者でこの研究を再現できれば、運動ニューロン疾患の患者が完全閉じ込め状態にあっても、実用的な意思疎通を取り戻せる可能性があると考えています。」

ビルバウマー教授の研究は、脳科学が世界を変えている唯一の例ではありません。

脊髄損傷からの回復

2015年、科学者たちは脳トレーニングの手法を用いて、脊髄損傷によるダメージを回復させることに成功しました。

対麻痺の患者8人が、バーチャルリアリティ、ロボット歩行器、ブレイン・マシン・インターフェースを組み合わせた「脳トレーニング」を12か月間受けました。

バーチャルリアリティを使ったセッションでは、参加者は手足を完全に再び動かせるようになる自分を想像できました。その後、患者たちは通常、理学療法で使われる歩行装置を使い、歩く動作とバーチャルリアリティの中で歩く想像を組み合わせました。訓練プログラムの最終段階では、参加者はコンピューターを介して、個別設計の外骨格に接続されました。

参加者全員が自分の脳を使って外骨格を動かすことができ、脊髄損傷から部分的な回復を示しました。8人全員が下肢をある程度動かせるようになりました。受傷から10年以上が経過していた人も同様でした。

心の力を活用する

私たちはすでに、心の力を使ってロボットを動かすことができます。いつかその力を活用して、飛行機を操縦することもできるかもしれません。

ジョンズ・ホプキンズ大学とUniformed Services University of the Health Sciencesの両方で神経学・神経科学の教授を務め、Global Future Council on Neurotechnologies and Brain Scienceのメンバーでもあるジェフリー・リン氏によれば、そうした未来が訪れるといいます。脳科学の分野では「イノベーションが爆発的に進む」と同氏は述べています。

脳内には、行動に直接結び付いた神経コードがあります。人が行動を起こす際に記録されたそのコードを別の人の脳に取り込めば、その人は考えるだけで同じ行動を実行できます。

ある実験では、四肢麻痺の女性が、自分の思考だけを使ってF-35戦闘機のシミュレーターを操縦できました。

教授は、いつか「帽子のように頭蓋骨を覆う装置をかぶり、車に乗って、運転することを考えれば、そのまま走り出せる」ようになると予測しています。

ソーシャルメディアでのテレパシー

FacebookのCEO、マーク・ザッカーバーグ氏はテレパシーに大きな構想を抱いており、いつかFacebookとテレパシーでやり取りできるようになると考えています。

「頭の中にある考えを、理想的で完全な形のまま捉えられるようになるでしょう」と彼は述べています。「それを、受け取る人が理解できる形式で世界と共有できるようになります。」

ただし、そうした画期的な進歩が実現するのはおそらく何十年も先だと認めています。「かなり突飛な脳研究が進んでいて、いつか実現できるかもしれないことを示唆しています。

「いつか、テクノロジーを使って、豊かで詳細な思考をそのまま互いに送れるようになると私は信じています。何かを考えるだけで、望めば友人もすぐにそれを体験できるようになるでしょう。これこそ究極のコミュニケーション技術です」と彼は2015年に述べました。

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気分の落ち込みはなくなるのか?

スウォンジー大学の脳科学者と心理学者は、ストレスが人の気分に及ぼす影響を軽減し、心の健康を改善する新たな手法を開発しています。

Image: Frontiers in Psychology

科学者たちは、精神疾患や物質依存の既往歴がない健康な若い女性66人を対象に研究しました。そのうち44人の頭部に電極を装着し、1日12分間、5日間にわたって脳の前部に弱い電気刺激を送りました。残る22人には偽の電極を装着しました。

偽刺激ではなく実際に刺激を受けたボランティアは、前日に経験した否定的な気分状態が徐々に少なくなったと報告しました。偽刺激群では、気分に目立った変化は報告されませんでした。

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