非侵襲的な双方向の脳コンピュータインターフェース（BCI）の可能性を広げる画期的アプローチ カーネギーメロン大学
カーネギーメロン大学の研究者たちが、焦点を当てた超音波による精密な神経調節を用いて、非侵襲的な双方向の脳コンピュータインターフェース（BCI）の性能を飛躍的に向上させることに成功しました。このブレークスルーにより、BCIは従来の通信能力を大幅に改善し、コミュニケーションに困難を抱える多くの人々に新たな希望をもたらします。
BCIは脳波を解読してコンピュータや機械を操作する技術で、神経学的疾患を持つ人々の生活を一変させる可能性があります。しかし、侵襲的技術と非侵襲的技術の両方において、実用化への道のりは長く複雑です。カーネギーメロン大学のビン・ヘ教授率いる研究チームは、非侵襲的BCIの改良に注力し、革新的なアプローチとして、焦点を当てた超音波刺激を導入しました。この新しいアプローチにより、BCIは脳波を双方向でエンコード（入力）およびデコード（出力）することが可能となり、その結果、信号品質が向上し、全体的なBCI性能が著しく向上しました。
従来の非侵襲的BCIは、頭皮の上から記録されるため信号品質が低く、性能面での制約がありました。しかし、ヘ教授の研究グループは、超音波を用いた精密な神経調節によってこの制約を克服し、BCIの性能を大幅に向上させることに成功しました。この研究は25名の被験者を対象に行われ、EEGキャップを装着した被験者が文字を見つめるだけで、BCIスぺラーを使用して「Carnegie Mellon」といったフレーズを正確に綴ることができました。
焦点を当てた超音波は、脳の特定の領域に非侵襲的に適用されることで、神経回路の活性化を促進します。研究では、視覚野のV5領域に外部から超音波ビームを適用することで、非侵襲的BCIの性能が大幅に改善されたことが確認されました。これにより、注意力が向上し、脳波の振動（シータ波）が増強され、BCIの効率がさらに高まったのです。
この研究の成果は、非侵襲的BCIの分野における新たな可能性を示しており、コミュニケーション障害を持つ人々への支援ツールとしての応用が期待されています。ヘ教授の研究チームは、視覚系以外の脳領域に対しても、焦点を当てた超音波による神経調節のメリットと応用をさらに探求しています。また、EEGベースのBCIとの統合に適した、よりコンパクトな焦点を当てた超音波神経調節装置の開発を目指し、AIとの連携によってシステム性能をさらに向上させることを計画しています。
この技術の進歩により、非侵襲的なBCIが、より多くの人々にとって実用的で効果的なツールとなる未来が見えてきました。
詳細内容は、カーネギーメロン大学が提供する元記事を参照してください。
【引用元】
【読み上げ】
VOICEVOX 四国めたん/No.7
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