───そうして本格的にBMIの研究に入っていったわけですね。実際に現在のご研究についてうかがう前に、まずBMIにはどのような種類があるのか、基本的なことを教えてください。
BMI(ブレイン・マシン・インターフェイス)は文字通り「脳と機械をつなぐ技術」です。脳と機械をつなぐやり方はいろいろあり、その種類もさまざまですが、大きく分けると、まず、信号のやり取りの方向から「出力型」と「入力型」に分けられます。
「出力型」は「運動型」とも言われ、脳から得た運動信号をアルゴリズムを用いて解読し、脳活動の内容を推定して、ロボットアームや意思伝達装置などの外部機器を操作するものです。本編で見たように私たちが研究しているBMIは、「出力型」「運動型」のタイプです。
「入力型」は、「感覚型」とも言われ、外部のセンサーで取得した感覚信号を脳の中に送りこんで、音や映像を惹起させる形式です。音を電気信号に変換して耳の蝸牛神経に入力する人工聴覚はすでに実用化されています。
───脳波を測るときに私たちがイメージしやすいのは電極がついたキャップ型のものですが、このほかにもいろいろな手法があるのでしょうね。
はい。手術を要するかや身体へのダメージの有無によって、負担の軽微な「非侵襲型」と身体への負担の大きい「侵襲型」とに区別することもあります。
キャップやヘッドギアを用いて脳の表皮に電極を置くタイプのBMIは「非侵襲型」の代表的なものです。また、脳の電気活動によって生じる電位や磁場を計測するEEG(脳波計)やMEG (脳磁図)、脳の活動にともなって生じる血流変化を測定するfMRI(機能的MRI)なども非侵襲型に分類されています。
一方、大脳皮質から出ている皮質脳波(ECoG)や、脳に針状の電極を刺すタイプは、頭蓋骨に開けて電極を設置するための手術を行うので、「侵襲型」になります。私たちの研究は皮質脳波を測定するため侵襲型に入りますが、電極シートは脳の表面に置くだけで、脳には傷をつけないので、脳に優しいタイプといえるでしょう。また体内に埋め込むといつでもどこでもすぐに使えるようになるので、心臓のペースメーカーのように存在を感じさせないほど便利になる可能性があります。
電気的な脳波計測に基づく代表的なBMI
電極種類 | 電極位置 | 電気信号名 | 身体への負担 | 情報分解能 |
---|---|---|---|---|
皿電極 | 頭皮上 | 頭皮脳波(EEG) | 非侵襲 | 低分解能 |
皿電極 | 脳表面上 | 皮質脳波(ECoG) | 低侵襲 | 中~高分解能 |
針電極 | 脳に刺込 | スパイク | 高侵襲 | 高分解能 |