イーロン・マスクのニューラリンクの背後にある野心的な科学を解説

イーロン・マスク氏が資金提供し、脳・マシン・インターフェース（BMI）の開発に取り組む秘密主義企業、ニューラリンクが、ついに過去2年間の開発成果を明らかにした。しかし、人体実験の実施を約束しているにもかかわらず、この技術が社会にインパクトを与えるには、まだ長い道のりが残されている。

ニューラリンクは火曜日の夜、カリフォルニア科学アカデミーで行われたプレゼンテーションで、実験用ラットに接続された1,500個のフレキシブル電極から情報を読み取ることができる医療機器を発表しました。これは、人間に埋め込まれている既存のシステムよりも15倍高速です。最終的には、麻痺などの疾患を持つ人にこの機器を埋め込み、心でコンピューターを操作できるようにすることを目指しており、同社は早ければ来年にもヒトでの臨床試験を開始するという野心的な計画を立てています。

では、どのように機能するのでしょうか？Neuralinkによると、柔軟な電極を挿入するためには、外科医が頭蓋骨に穴を開ける必要があるとのことです。しかし将来的には、レーザーを使って頭蓋骨に小さな穴を開けたいと考えています。「大きなボトルネックの一つは、機械式ドリルは頭蓋骨を通して振動を伝えるため、不快感を感じますが、レーザードリルなら痛みを感じないということです」と、Neuralinkの社長であるマックス・ホダック氏はニューヨーク・タイムズ紙に語っています。この糸は人間の髪の毛よりもかなり細く、幅は4～6μm程度になる予定です。

Neuralinkの柔軟な糸が完全に機能すれば、脳へのダメージが少ないため、従来の技術に比べて大きな利点となる可能性があります。「現在、（硬い）電極を脳に挿入すると、数ヶ月後には周囲に瘢痕組織のようなものが形成され始めることが分かっています」と、ペンシルベニア大学の計算神経科学の専門家であるコンラッド・コーディング氏は述べています。さらに、脳が動くと電極の品質は急速に劣化するとも述べています。

脳に埋め込まれる糸は、耐久性と安定性が求められます。「技術を人の脳に埋め込むなら、それは生涯にわたってそこに留まらなければなりません。脳に物質を恣意的に出し入れすることはできません」とコーディング氏は付け加えます。「必ずダメージを与えますから」

Neuralinkが開発中のセロハンのような柔軟な導電ワイヤーは、学術分野で大きな関心を集めているコンセプトだとKording氏は語る。国際コンソーシアム「BrainGate」が試験した最近の技術では、思考だけでロボットアームを操作し、缶から飲み物を飲んだりタイピングしたりすることが可能になった。しかし、この技術は最大128個の電極チャンネルを持つ硬い針を複数個使用しており、脳は動いても針は動かないため、長期的には問題が生じる可能性がある。

ニューラリンクのポリマーはこの問題を解決するかもしれないが、それでも神経外科医は柔らかいワイヤーを挿入するために針のような器具を必要とするだろうとコーディング氏は言う。そこで登場するのが「ミシン」だ。1億2000万ポンドの資金を調達し、90人のチームを雇用したマスク氏のスタートアップは、プレゼンテーションと同時に公開された技術ホワイトペーパーによると、「毎分6本の糸（192個の電極）を[自動で]挿入できる神経外科用ロボット」を開発したという。顕微鏡とミシンを合わせたようなこのロボットは、硬い針を使って糸を挿入し、血管を回避することで脳内の炎症反応のリスクを軽減する。

しかし、ニューヨークのファインスタイン医学研究所バイオエレクトロニック医学センター所長のチャド・バウトン氏は、柔らかいワイヤーが皮膚の層を貫通することで感染のリスクが依然として残ると語る。

彼のチームは現在、麻痺患者にステレオ脳波（EEG）検査を実施している。ニューラリンクは電極の製造と接続方法を発見したかもしれないが、バウトン氏によると、脳から情報を取り出すことが大きな課題となるだろうという。ニューラリンクのマイクロチップ「N1センサー」は頭蓋骨に埋め込まれる予定だ。

現在はUSB-Cの有線接続でデータを送信していますが、チームは無線接続の開発に取り組んでいます。「無線テレメトリーはある程度進歩していますが、脳に埋め込まれたデバイスに過度の熱を発生させずに電力を供給するには依然として課題があります」とバウトン氏は述べ、Neuralinkが目指す帯域幅の達成には依然として疑問が残ると付け加えました。帯域幅が広くなり、埋め込まれる電極の数が増えるほど、転送するデータ量が増え、より多くの電力が必要になります。

全体的に見て、柔軟で柔らかい糸の使用は、脳コンピューターインターフェース分野における次のステップとなるように思われます。しかし、エセックス大学の人工知能産業フェローであるアナ・マトラン＝フェルナンデス氏によると、2020年に最初のインプラントを人間に試験するというマスク氏の計画は、あまりにも楽観的すぎるように思われます。

米国食品医薬品局（FDA）の承認プロセスは遅く、承認されるまでに複数回の試行が必要になる場合が多い。そして、これほど短期間で被験者を募集するのは、さらに困難になる可能性がある。

マトラン＝フェルナンデス氏のチームは、現在橈骨切断患者を対象としたプロジェクトに取り組んでいますが、ニューラリンクの技術よりもはるかに低侵襲性の技術を試用するボランティアを1人見つけるのに1年以上かかりました。「多くの切断患者の場合のように、既に効果のある技術を持っていると、新しいものを試すことに抵抗を感じるかもしれません」と彼女は言います。脳に損傷がない人であれば、侵襲的な手術を受けるリスクはさらに低くなるだろうと彼女は考えています。

バウトン氏は、患者は新しい技術が最も効率的かつ安全な方法で行われる限り、喜んで実験するだろうと付け加える。「重要なのは、その技術が効果的であり、実際に患者の日常生活にプラスの影響を与えるかどうかを確認することです」と彼は言う。手の動きの回復など、脳コンピューターインターフェースの医療応用は最優先事項の一つであるべきだとバウトン氏は言う。

現在、世界中で約5,000万人が何らかの麻痺を抱えて生活しており、毎年少なくとも25万人が脊髄損傷を負っています。「脳コンピューターインターフェース（BCI）分野は重要な医療用途に活用できるため、企業がこの分野に投資しているのは喜ばしいことです」とバウトン氏は付け加えます。彼は、具体的な目標を掲げた計画を立てることで、この分野を加速させることができると考えています。「重要なのは、何に向かっているのかということです。明確な最終目標がなければ、いくら資金を投入しても、結局は別の分野に進んでしまうでしょう」と彼は言います。特定の医療用途に焦点を当てることで、企業は逆算して、この種の新技術の導入に伴う未知の課題やリスクを特定することができます。

Neuralinkの「ミシン」が実際に何のために使われるのかは、現段階では不明です。例えばパーキンソン病は、通常、脳の中心部にある少数の部位（視床下核と視床）を、異なる深さに4～6個の硬い電極を配置した刺激装置を用いて治療します。

「彼らが独自のデバイスについて語る時、それは非常に漠然としています。彼らが言う96本の糸を、本当にその領域まで押し込むことができるのでしょうか？」と、コベントリー大学のサイバネティクス教授ケビン・ワーウィック氏は疑問を投げかける。パーキンソン病の治療に現在用いられている刺激装置は効果的であり、数千もの接続は必要ないと彼は言う。「ある意味では、近年、ブレインゲートのような、さらに進歩を遂げることができた技術がありました。もし彼らが今、1000本以上の接続を持つ糸を持っていれば、はるかに柔軟性が高まりますが、実験を行う必要があります」と彼は述べ、それらの実験がどのようなものになるのか、そしてニューラリンクがこの技術を治療の域を超えてどのように発展させるのかという疑問を提起する。

ニューラリンクには適切な人材と必要なリソースやテクノロジーが揃っているようだ。しかし「彼らが最初に挑戦して実験するのは何なのか？」とワーウィック氏は疑問を呈する。

マスク氏の構想である心を読むコンピューターの実現はまだ遠いかもしれないが、FDAの承認を得て今後数年以内に人間を対象とした臨床試験を開始するには、この技術の医療用途に焦点を当てることが不可欠となるだろう。マスク氏のチームは、てんかん治療の専門家であり、ニューラリンクのアドバイザーでもあるスタンフォード大学のジェイミー・ヘンダーソン氏をはじめとする脳神経外科医と協力し、臨床用デバイスの開発に向けた次のステップを踏むと述べた。

同社の現在の焦点は、麻痺やパーキンソン病などの疾患を治療できる治療機器の市場投入にあるようだが、マスク氏はさらに大きな計画を持っているようだ。昨年、ジョー・ローガン・エクスペリエンスのポッドキャスト番組で、マスク氏は究極の技術によって人間が「AIと効果的に融合」できるようになると語っていた。

ワーウィック氏は、このアイデアは完全に突飛なものではないと考えている。「その点については100％賛成です。まさに進むべき道であり、非常にエキサイティングです」と彼は言い、人間のアップグレードの可能性は計り知れないと付け加えた。「しかし、実際に自分でやってみてほしいと思っています。口では言うものの、実際に実験したことはないのですから。」

この記事はWIRED UKで最初に公開されました。