ブレイン・マシン・インターフェース、心の中の手書き文字をタイプ出力

ハワード・ヒューズ医学研究所の研究者らは、ブレイン・マシン・インターフェースがユーザーの心の中の手書き文字を初めてタイプ出力することに成功しました。研究チームは、手書きで文字を書くことに関連する脳活動を解読することで、この成果を達成しました。 被験者は脳にセンサーを埋め込まれた麻痺患者で、チームは彼が文字を書こうとする際の脳活動をアルゴリズムで識別しました。このシステムはその活動を分析し、テキストを画面にリアルタイムで表示することができました。 スタンフォード大学のハワード・ヒューズ医学研究所研究員であるクリシュナ・シェノイ氏によると、この発展により、麻痺患者が手を使わずに素早くタイプ入力できる可能性があります。シェノイ氏は、スタンフォード大学の神経外科医ジェイミー・ヘンダーソン氏と共同で研究を行いました。 この研究は、5月12日付の学術誌Nature に掲載されました。 被験者は1分間に90文字をタイプすることができ、これは以前に記録されたある種のブレイン・マシン・インターフェースによる速度の2倍以上に相当します。 カリフォルニア大学バークレー校の神経工学者ホセ・カルメナ氏は、「これはこの分野における大きな進歩であり、さまざまな障害を持つ多くの人々を助けることができる」と述べています。脳コンピュータ・インターフェースは、思考を行動に変換することを可能にします。 「この論文はその完璧な例です：インターフェースは手書きという思考を解読し、その行動を生み出します。」

損傷と神経活動

人が歩く、掴む、話すことができないような損傷や病気を負ったとしても、そのような行動のための脳の神経活動は残っています。このため、研究者はこの活動を利用して、こうした人々に利益をもたらすシステムを作り出すことができます。 シェノイ氏のチームは長年にわたり、発話に関連する神経活動の解読に取り組んでおり、被験者がセンサーを埋め込み、思考を使って画面上のカーソルを動かす方法を開発してきました。 しかし、手書きについて同じことを行う真の努力はこれまでありませんでした。 「私たちは、人々がより速くコミュニケーションを取るための新しい方法を見つけたいのです」と、研究グループの神経科学者フランク・ウィレット氏は述べています。

BCIと埋め込み型センサー

チームは、BrainGate2臨床試験に参加した65歳の被験者と協力しました。BrainGate2は、脳からコンピュータへ直接データを伝達するデバイスのBCI安全性を試験しています。 ヘンダーソン氏は、手と腕の制御を担う脳の部位に2つの微小センサーを埋め込みました。これにより、被験者は自身の麻痺した腕を動かそうとする試みを通じて、ロボットアームやカーソルを動かすことが可能になりました。 被験者が手書きを想像すると、センサーは個々のニューロンからの信号を検出し、機械学習アルゴリズムが各文字を生成する際の脳のパターンを認識しました。このシステムにより、被験者は文章を書き写したり質問に答えたりすることが、同年代の人がスマートフォンでタイプするのとほぼ同じ速さで可能になりました。 ウィレット氏によると、各文字が非常に特徴的な活動パターンを引き起こし、アルゴリズムが容易に識別できるため、このBCIは高速に動作します。 チームは次に、話すことができない被験者に注目する予定です。研究者らは、この新しいシステムが様々な状態によって引き起こされる麻痺に苦しむ個人に大きな利益をもたらすことができると考えています。