バトル率いるチームが、注射可能な双方向のブレイン・コンピュータ・インターフェイスの開発でDARPA賞を受賞

2019年5月20日
バトルメディアリレーションズ

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オハイオ州コロンバス（2019年5月20日)　-Battelleは長年、ブレインコンピュータインターフェース（BCI）プロジェクトの実証に成功してきました-

四肢麻痺の男性が思考を使って再び手を動かすことを可能にしたNeuroLife®を見ればわかるように、このプロジェクトは成功したのです。現在、政府の先進的な国防高等研究計画局（DARPA）は、バテルが率いるチームに契約を結び、かつてSFと考えられていた領域に研究者を押し上げることに成功しています。

想像してみてください。兵士がヘルメットをかぶり、自分の思考だけで複数の無人車両や爆弾処理ロボットを制御する。DARPAの次世代非外科的神経技術（N3）プログラムのこの取り組みの基礎となっているのは、このようなものです。
N3プログラムでは、健常者のための高性能な双方向ブレイン・マシン・インターフェースの開発を目指しています。バテルのニューロライフテクノロジーを含む現在のBCI研究のほとんどは、失った機能を回復するBCIを実現するために、脳手術などの侵襲的なインプラント手術を受けなければならない障害者の支援に重点を置いています。BCIの次の飛躍、つまり健常な軍人にも使えるようにするためには、より低リスクで低侵襲な選択肢を見つけることが不可欠です。

バテルのシニアリサーチサイエンティスト、ガウラブ・シャルマは、すでにこの道を歩み始めています。NeuroLifeプロジェクトに長年携わってきたSharmaは、外科的処置を必要としないBCIを開発し始めた。DARPAのN3プログラムは、それをさらに発展させる機会を与えてくれる。

BattelleのN3プログラムでは、BrainSTORMS（Brain System to Transmit Or Receive Magnetoelectric Signals）と呼ばれる低侵襲の神経インターフェースシステムが開発されており、注射によって一時的に体内に導入された後、脳の特定部位に誘導され、ヘルメット型のトランシーバーとの通信によってタスクを完了させるという新しいナノトランスデューサが用いられています。このナノトランスデューサは、注射によって一時的に体内に導入され、ヘルメット型トランシーバーとの通信によって脳の特定部位に誘導され、タスクの遂行を支援します。完了すると、ナノトランスデューサは磁気によって脳から血流に導かれ、体外に処理されることになります。

ナノトランスデューサは、磁気を帯びたナノ粒子を用いて、脳と双方向の通信路を確立する。脳の神経細胞は、電気信号によって活動する。ナノトランスデューサーの磁気コアは、神経の電気信号を磁気信号に変換し、頭蓋骨を通して、ユーザーが着用するヘルメット型トランシーバーに送ることができる。ヘルメット型トランシーバーは、磁気信号をナノトランスデューサに送り返し、ニューロンで処理可能な電気インパルスに変換し、脳との双方向通信を実現することができるのです。

「これは、私がこれまで取り組んできたプロジェクトの中で、最もエキサイティングでチャレンジングなものの1つです」とシャーマ氏は語ります。「BrainSTORMSで、私たちは再び工学と物理学の限界に挑戦することになるでしょう。この技術が成功すれば、人間と機械のインタラクションを安全かつ効率的に行うことができるだけでなく、神経系の研究に革命を起こす可能性があります。"

シャーマのBCI分野での経験と人脈は、この取り組みの成功の鍵となるものです。バテル社は、神経解読、人工知能、ハードウェア工学、試験管内電気生理、システム統合などの専門知識を活かして、プロジェクトのさまざまな側面を組み合わせていきます。しかし、チームを完成させるためには、オールスターが必要でした。「このミッションを成功させるには、強力なチームが必要だとわかっていました」とシャーマは言います。「私たちの協力者は、このプログラムにとって重要な分野の専門家たちです。

マイアミ大学のSakhrat Khizroevは、ナノ粒子の合成と特性評価をリードします。KhizroevはPing Liangと共同で、医療用磁性ナノトランスデューサーのパイオニア的存在です。Liangが率いるカリフォルニア州の中小企業Cellular Nanomed Inc.は、外部トランシーバー技術を開発します。LiangとKhizroevは、ブレイン・コンピュータ・インターフェイスの信号を読み書きするためのスマートアレイ技術でも共同研究を行っている。

ピッツバーグ大学のダグ・ウェーバーは、神経工学の研究開発で数十年の経験を持ち、前臨床の安全性と有効性の研究をリードします。ウェーバー氏のチームは、神経系に直接接続することで義肢の制御や感覚を可能にする閉ループ神経技術システムの開発に焦点を当てた複数のプロジェクトを主導してきました。現在、同氏と同僚は、ピッツバーグ大学で、新規ニューロテクノロジーシステムの複数のファースト・イン・ヒューマン試験を管理しています。

プロジェクト終了前には、空軍研究所のAndy McKinleyとJustin Esteppがヒトでの実証試験を行う予定です。McKinleyは、認知パフォーマンスの最適化のための脳刺激技術の使用におけるリーダーです。

バテル社は最近、技術の中核となるコンセプトを実証するために200万ドルの資金を提供し、プログラムの第1段階を開始しました。チームのコンセプトが成功すれば、バテルはプログラムの第2、第3段階のための追加資金を受け取ることになります。バテルのチームにとって、この契約は4年間で約2,000万ドルの価値があります。

バテル社について

バテルの社員は日々、最も重要な事柄の解決に科学技術を応用しています。世界中の主要なテクノロジーセンターと国立研究所において、バテル社は政府および民間の顧客のために研究開発、製品の設計および製造を行い、重要なサービスを提供しています。1929年の創業以来、オハイオ州コロンバスに本社を置くバテル社は、技術の商業化、地域社会への還元、科学・技術・工学・数学（STEM）教育の支援を通じて、世界をより良くすることを目指しています。詳細については、www.battelle.org をご覧ください。

参考動画

脳IT ブレインテック ブレインマシンインターフェイスBMI 、NHK「イエナガ超定義」
9分30秒からバトルの技術開発説明。

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