概要
「IoBコア技術」では、ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の人間での実用化を目標として、侵襲型BMI技術の開発に取り組みます。
BMIの実現には、脳と外部デバイスを双方向に繋ぐインターフェースが必要となります。このインターフェースは、侵襲型（頭蓋骨に穴を開けるなど、身体にダメージを与える手法）と非侵襲型（頭皮上に電極を貼り付けるなど、身体に直接ダメージを与えない手法）の2つに分けられます。
侵襲型は身体にダメージを与えるというデメリットがあるものの、非侵襲型と比べてより豊富な情報を小さなタイムラグで扱うことができるという大きな利点があります。そのため、私たちは本プロジェクトの実現のために侵襲型BMI技術の開発が不可欠だと考えています。しかし、現状では侵襲型BMIの実現に必要な標準的技術や既製品は存在せず、倫理的にも社会受容は十分ではありません。
本研究開発項目では、侵襲型BMI技術の機能評価を多角的に実施することにより、本技術が臨床応用を含め、人間社会で十分活用できるレベルにまで発展させることを目標とします。
メンバー
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栁澤 琢史
YANAGISAWA Takufumi
大阪大学 高等共創研究院 教授
本研究では、頭蓋内脳波を用いたBrain-Machine Interface（BMI）の開発と臨床応用を行います。重度の運動麻痺がある患者さんが、BMIを介して意思を伝え、生活の質を改善できるように、頭蓋内脳波からの脳情報解読技術を開発します。特に、深層学習を用いた脳情報解読により、これまでにない実用的なBMIを目指します。また、侵襲的BMIを安全で有用な技術とするための基礎的・臨床的な開発を行います。
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CHANG Edward
CHANG Edward
カリフォルニア大学サンフランシスコ校 神経外科学 教授
本研究プロジェクトでは、ブレイン・コンピュータ・インターフェイス（BCI）モダリティとして、顔アバター制御と音声合成のリアルタイム・ストリーミングを可能にするECoG（electrocorticography）の利用を評価します。具体的には、脳表面に埋め込まれた高密度ECoG 電極を用いて、発話や動作の神経活動を記録し、また、発話と顔の動きをデコードし、脳信号を使って制御できるアバターを作成する計画です。アバター・アプリケーションのためのBCI は、インタラクティブなデジタル技術の開発における強力な新境地を示すものであり、より没入感のある自然な体験を可能にし、変革する可能性を秘めていると考えられます。
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東京工業大学 科学技術創成研究院 特任准教授
本研究では、動物用意図コミュニケーション環境の開発を通して侵襲・非侵襲・非接触信号を網羅的に計測し、AIを用いて意図の読み取りに必要な信号をデータ駆動的に検討します。デコーディング性能に優れる侵襲信号から非接触信号までを一貫して計測することで目的に応じた侵襲度の検討がはじめて可能になります。ブレインマシンインタフェース機能を持つサイバネティック・アバター（BMI-CA）を実現するためのIoBコア技術を提供します。
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東京都医学総合研究所 脳機能再建プロジェクト プロジェクトリーダー
本研究開発では、中枢神経障害の身体と心の解放を目指したAI支援型BMIによる人工神経接続システムを開発します。この研究開発を実施することにより、中枢神経障害患者の身体と心がAI支援型BMIによる人工神経接続により自分自身の身体と心を自在に操作し感じることができる能力を獲得するための技術基盤を整備し、その有効性を動物モデルを対象にして実証します。
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生理学研究所 多細胞回路動態研究部門 教授
私たちが開発したホログラフィック顕微鏡をオプトジェネティックスと組み合わせることで、生体動物（マウス）の神経・グリア細胞100個を30Hzでパターン刺激し操作することが可能となります。これを用いてまず学習中の個体の神経細胞活動の時系列を操作することでその意義を検証します。さらに、二個体間で学習中の神経細胞活動を移植することで情報伝送を行い、必要要素の同定を行います。
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