脳コンピューターインターフェースの新興企業パラドロミクスは本日、外科医が同社の脳インプラントを患者に挿入し、約10分後に安全に除去することに成功したと発表した。
これは、「コネクサス」と名付けられたこのデバイスの長期試験に向けた一歩です。また、イーロン・マスク氏のニューラリンクを含む、人間の脳をコンピューターに直接接続することを目指す企業が増えている分野における、最新の商業開発でもあります。
オースティンに拠点を置くパラドロミクス社は、脊髄損傷、脳卒中、または筋萎縮性側索硬化症（ALS）の患者の言語能力とコミュニケーション能力の回復を目指し、Connexusを開発しています。このデバイスは、神経信号を合成音声、テキスト、カーソル制御に変換するように設計されています。2015年に設立されたパラドロミクス社は、過去数年間、羊を対象にこのインプラントの試験を行ってきました。このデバイスを人間の患者に使用するのは今回が初めてです。
この処置は5月14日にミシガン大学で行われ、てんかん治療のための脳手術を受ける患者に実施されました。患者は、聴覚情報を処理し記憶を符号化する側頭葉にConnexusデバイスを一時的に挿入することに同意しました。デバイスの埋め込みには、パラドロミクス社が開発したエピペンに似た器具が使用されました。研究者らは、デバイスが患者の脳から電気信号を記録できることを検証しました。
「大規模な脳神経外科手術を受ける患者さんは、非常に稀な機会に恵まれています」と、パラドロミクス社のCEO、マット・アングル氏は語る。「頭蓋骨が切開され、脳の一部が間もなく摘出されることになります。このような状況下では、脳インプラントの試験を実施する際の限界リスクは、実際には非常に低いのです。」
パラドロミクスインプラント。
写真: パラドロミクスParadromics社のインプラントは10セント硬貨よりも小さく、脳組織に挿入される420本の小さな針が突き出ています。これらの針は、個々のニューロンからの信号を記録する電極です。同様に、Neuralink社のインプラントも脳組織に埋め込まれます。（ちなみに、Neuralink社のインプラントは、64本の細く柔軟な糸に1,000本以上の電極が分散されています。）他のBCI企業は、より侵襲性の低いアプローチを採用しています。例えば、Precision Neuroscience社は脳表面に装着するインプラントを試験しており、Synchron社は血管内に挿入して脳に接触させるデバイスを開発しました。どちらのデバイスも、個々のニューロンではなく、ニューロン群からの信号を収集します。
「個々のニューロンに近接することで、最高品質の信号を得ることができます」とアングル氏は言います。脳から高解像度の信号を得ることは、人の意図した発話を正確に解読するために重要です。
BCIは人の個人的な思考を直接「読み取る」のではなく、動作の意図に関連する神経信号を解釈することで機能します。例えば、Paradromics社が開発しているようなBCIは、会話に伴う顔の動きを解読します。麻痺で口を動かすことができない人でも、口を動かそうとすることはできます。その動作は脳内で特有の神経信号を生み出し、その信号は音声に変換されます。
2023年、スタンフォード大学とカリフォルニア大学サンフランシスコ校の研究グループは、BCIを用いた音声解読における大きな進歩を報告しました。麻痺のある女性2名において、脳インプラントは1分間に62語と78語の速度で意図された音声を解読することができました。ちなみに、人間の発話速度は1分間に約130語です。
パラドロミクス社も同様の結果を得ることを期待しており、年末までに麻痺患者を対象とした臨床試験を開始する予定だ。被験者には、このデバイスが長期的に埋め込まれることになる。
「新しい医療機器を市場に出すのは本当に大変です。特に、彼らが設計しているような完全に埋め込み型の脳デバイスの場合はなおさらです」と、オハイオ州に拠点を置くテクノロジーに特化した非営利団体バテルの神経技術研究者、ジャスティン・サンチェスは語る。「規制プロセスの初期段階では、それを人間の脳に埋め込み、受信すべき信号を確実に受信できるようにしたいのです。」
過去20年間、ユタアレイと呼ばれるインプラントはBCI研究の主流でした。100個のスパイク状電極を備えた小型ヘアブラシのようなこのデバイスは、麻痺のある人がロボットアームを操作したり、思考でコンピューターのカーソルを動かしたり、合成音声を生成したりすることを可能にしました。しかし、このデバイスは外部デバイスに接続するために頭頂部に台座を装着する必要がありました。また、経年劣化により脳組織に損傷を与える可能性もありました。パラドロミクス、ニューラリンクなどの研究チームは、より耐久性の高い素材、目立たないデザイン、そしてより多くのデータを取得するための電極数を増やすことで、初期のアレイを改良しようと試みています。
この手術を主導したミシガン大学の神経外科医マット・ウィルジー氏は、電極を増やすことでBCIの性能と機能性が向上する可能性があると述べている。
アングル氏によると、同社は最終的には最大4台のデバイスを脳内に埋め込む可能性を研究する予定で、これにより記録能力がさらに向上する。しかしまずは、Connexus社のデバイス1台が長期にわたる研究で安全であることを証明する必要がある。それが次の課題となる。
「これは、手術室にすべての機材を運び、インプラントの手順を確定し、インプラントが正常に機能し、除去できることを確認するためのテストです」と、ピッツバーグ大学のBCI研究者、ジェニファー・コリンジャー氏は語る。「いわば、良いリハーサルです」
