2023.09.17 2023.09.23

TEDx要約:脳機械インターフェースの再考

marugotoyoten

マテリアルサイエンス＆エンジニアリング、脳科学の教授であるポリーナ・オレゴヴナ・アニケエヴァが「脳機械インターフェースの再考 | ポリーナ・アニケエワ | TEDxCambridge」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

ポリーナ・オレゴヴナ・アニケエヴァ

専門分野:専門領域：材料科学、脳科学
経歴:行動や神経疾患の分子および細胞の基盤を研究するためのツールの開発に取り組んでいます

３つの要点

要点１
SFと現実での脳と機械の接続は困難である。
要点２
深部脳刺激インプラントは制約がある。
要点３
神経インターフェースの設計は課題がある。

要約

タイトル1：SFと現実での脳と機械の接続
SFでは、私たちはしばしば、ただ心で仮想環境やアバターを制御できるヒーローを見ます。しかし、現実では、私たちはまだ単純な腕を切断者に接続するのに苦労しています。問題は、脳の複雑さと速度と現在の技術の能力との間の巨大な違いにあります。電子デバイスは1秒間に数十億の操作を行うことができますが、単一の神経細胞は約100の操作しかできません。これにより、機械を脳に効果的に接続することが困難になります。

タイトル2：深部脳刺激インプラントの制約
深部脳刺激インプラントはパーキンソン病の患者に役立ちますが、制約もあります。これらのインプラントは侵襲的な手順を必要とし、頭蓋骨に穴を開けて直接脳にワイヤを挿入します。これらのインプラントで使用される電圧は、脳が自然に使用するものよりもはるかに高いです。運動制御を改善する一方で、人格の変化やうつ病を引き起こすこともあります。さらに、インプラントのサイズは個々の細胞との相互作用能力を制限しています。より高度で侵襲的でない神経インターフェースが必要です。

タイトル3：神経インターフェースの設計の課題
脳と効果的に接続できる神経インターフェースの設計は簡単ではありません。脳は三次元で柔らかい一方、電子デバイスは平面で硬いです。脳の数十億の細胞は電気的、化学的、機械的に相互作用します。これらの複雑な神経回路と接続するためには、脳の機械的複雑さに合わせた新しい材料が必要です。講演者は、脳と電気的、化学的、機械的に相互作用し、サイズや感触が髪のようなプロトタイプを紹介しています。

タイトル4：非侵襲的でワイヤレスな脳インターフェースの探求
私たちの究極の目標は、脳の機能を制御できる非侵襲的でワイヤレスな脳インターフェースを開発することです。脳の電圧とイオンの濃度を制御することで、その機能を制御できます。講演者は、脳に注入された磁性ナノ粒子を使用することを提案しています。これらのナノ粒子は磁場にさらされると加熱し、特定のグループの神経細胞を刺激することができます。このワイヤレス刺激により、ワイヤや組織の損傷なしに正確な神経細胞グループを活性化することができます。ただし、これらのインターフェースを実現するには、さらなる研究と開発が必要です。技術の承認を迅速化するために規制機関を促すことや、臨床試験に参加すること、脳の複雑さを受け入れて神経インターフェースを進化させることができます。

▼今回の動画