人工知能

AI Inside: 脳チップが人類進化の次なる飛躍を切り開く

公開日 2023年11月28日

更新日 2026年6月3日

著者

Gaurav Roy

Securities.io を Google の優先ソースに追加

脳チップはもはやSFではなくなりました。技術の進歩により、コンピュータが脳信号を解読し、人間の意図を推測し、最終的に機械を通じて直接実行できるようになり、生活を変革しています。

これらを可能にしているシステムはBCI（ブレイン・コンピュータ・インターフェース）と呼ばれ、脳活動の信号を研究します。Neuralinkはこの分野で最もよく知られた企業で、汎用的な脳インターフェースを作り出し、人間の可能性を解き放っています。

しかし、BCIは1960年代から開発が進められてきましたが、最近のAIの進歩が奇跡的な成果をもたらしています。これらの進歩により、特に障害を持つ人々に対する実用的な応用が大きく前進し、この技術の影響が進化していることが示されています。

現在の応用とブレークスルー

BCIの開発は依然として主に研究室に限定されていますが、AIの進化に伴い、障害を持つ人々に対するBCIの実用性が示され始めています。

AI脳インプラントが音声 & 運動を回復

世界人口の約13億人が中度から重度の障害を抱えている中、AIインプラントは急速に進化し、これらの制限を完全に取り除く方向へ向かっています。

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者は、Nature誌に掲載された2つの研究で、彼らのBCIが麻痺した2人の女性に前例のない速度と正確さで再び話すことを可能にしたことを示しました。BCIは音声に関連する脳活動を読み取り、そのデータを言語学習モデルに入力し、コンピュータ生成音声や画面上のテキストとして使用可能な音声を出力します。

スタンフォードの研究者は、68歳のPat Bennetの言語運動皮質にポップコーン粒大の電極アレイを埋め込み、コンピュータソフトウェアとインターフェースさせて彼女が話すことを可能にしました。一方、UCSFの研究者は、重度の麻痺を抱える30歳のAnnに、デジタルアバターを通じて話すことと顔の表情を作る能力を付与しました。両研究は語彙数、言語解読速度、音声の正確性において大幅な改善を記録しました。

AIとマイクロエレクトロニクスを組み合わせて脳障害と戦う

AIは神経インプラントと共に、異常な活動を直接調整することで、てんかんやパーキンソン病などの障害の治療にも利用されています。トロント大学は、電気・コンピュータ工学者と臨床医、神経科学者、データマテリアル科学者を結集し、脳の健康を改善し代替治療経路を模索しています。

ディープラーニングを用いて、チームは深層情報を抽出し、隠れたバイオマーカーさえ特定し、最適なタイミングで神経インプラントを作動させます。将来的には神経調節療法を用いて以下を対象とすることが考えられています:

慢性疼痛
うつ病
認知症
アルツハイマー病
睡眠障害

Neuralinkのヒューマン・トライアル

マスクが創業した脳チップスタートアップ、Neuralinkはついに最初のヒューマン・トライアルを開始する承認を得ました。以前、米国食品医薬品局（FDA）は安全性に関する懸念を示し、臨床試験開始前に承認を保留していましたが、同社は独立した審査委員会からも承認を受け、被験者募集を開始しました。

PRIME（Precise Robotically Implanted Brain-Computer Interface）研究のため、Neuralinkは頸部脊髄損傷または筋萎縮性側索硬化症による麻痺患者を募集しています。この試験は約6年で完了する見込みで、脳にワイヤレスBCIインプラントを外科的に埋め込み、患者が思考で外部デバイスを制御できるかを評価します。

NeuralinkのAI脳チップにより、マスクは自閉症、うつ病、統合失調症などの治療のためにチップデバイスの迅速な外科的挿入を実現しようとしています。これまで同社は動物実験を行ってきましたが、現在は麻痺したボランティアを募集し、数百万人の生活の質向上を目指しています。

技術的・科学的進歩

過去数十年にわたり、BCI分野では画期的な研究が行われ、脳とコンピュータを直接結ぶ通信リンクが実現しました。現在、AIは複雑なデータを分析し、人間に近い出力を生成する能力でさらに前進しています。

麻痺やその他の外傷で言語能力を失った人々にとって、音声インプラントは重要でしたが、速度が遅く、流暢さに欠けていました。しかし、神経科学と最新コンピューティングの大幅な進歩により、感覚と運動機能を回復させる商用AIチップインプラントが実現可能となっています。

今日、この現代技術の驚異は、脳信号をテキストに変換し、速度と効率で失われた発話能力に声を与えています。スタンフォードの研究では、チームはわずか9.1％の単語エラー率を達成し、従来のBCIの2.7倍の精度となりました。これは1分間に62語をデコードするアルゴリズムを使用し、会話速度の160語/分に近づいており、驚異的です。この研究は、約12万5千語の語彙ライブラリを使用した最大規模の語彙デコードを実現しました。

一方、BrainGate2 Neural Interface System試験の一部である新しい研究では、記憶・注意・知覚などの脳プロセスのモデリングにも使用されるリカレントニューラルネットワーク（RNN）という深層学習手法が用いられました。このアルゴリズムは、神経信号だけで音声に伴うさまざまな顔の動きを容易に区別し、92％以上の精度を達成しました。

神経信号から行動や認知状態をデコードすることはBCI研究にとって重要であるため、ディープラーニングは画像セグメンテーションや音声認識など多くの機械学習タスクで主流となっています。その成功により、動き、音声、視覚などの一般的な出力予測にも利用されています。

別の例として、科学者たちは「セマンティックデコーダ」と呼ばれる非侵襲的AIシステムを開発しました。これは、ChatGPTやGoogleのBardを支えるトランスフォーマーモデルに類似した手法を用いて開発されました。テキサス大学オースティン校の研究者は、fMRIスキャナー内で数時間のポッドキャストを聴きながらシステムを訓練し、参加者が聴いている、または新しい物語を想像しているときにテキストストリームを生成します。

ここで見たように、AIの活用は神経科学研究に大きく貢献しています。しかし、この急速に進む分野を扱う際には考慮すべき点があります。

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倫理、プライバシー、そして安全性に関する考慮事項

AI脳インプラントが人間にもたらす人生を変える変化を考えると、神経技術とAI脳チップの急速な進展が見られますが、リスクも伴います。

簡単に言えば、AIシステムは他の技術と同様にエラーや故障が起こりやすく、潜在的に有害な結果を招く可能性があります。膨大なデータを処理する複雑なアルゴリズム上に構築されているため、ハッキングや操作にも脆弱です。さらに、学習データに固有のバイアスがあると、差別的な結果を生むことがあります。

AIを用いた人の思考を読み取り神経データを保存するプログラムへの投資が増加する中、国連教育科学文化機関（UNESCO）は、神経技術の進展が人権を脅かす可能性があるとして、世界的な規制を求める警鐘を鳴らしています。

「その約束は…乱用されれば人権と基本的自由に対して高い代償を伴う可能性があります。神経技術は私たちのアイデンティティ、自律性、プライバシー、感情、行動、そして全体的な幸福に影響を与えることができる。」

– ガブリエラ・ラモス（UNESCO 社会・人文科学部副部長）

その結果、UNESCOは神経技術の「普遍的倫理フレームワーク」の策定を開始すると述べました。

ラモスが技術が「人間であることの本質」を変えることを懸念する一方で、神経技術の急速なイノベーションに関するUNESCO報告書の主任著者であるマリアグラツィア・スクイッチャリーニは、AIの追加により「神経技術がステロイドを投与された」ようになると懸念しています。

推定によれば、2010年からの10年間で神経技術企業への民間投資は20倍以上に増加し、2020年には73億ドルに達しました。同期間に神経技術関連の特許は266％増加しています。データは、神経技術デバイス市場が今後4年間で240億ドルを超えると予測していることを示しています。

高度なAIモデルが脳データのデコードを必要とする中、規制支持者はメンタルプライバシーの重要性がかつてないほど高まっていると主張しています。中国では、労働者が感情状態をスキャンするキャップを着用しており、技術の幅広い応用が示されています。同様に米国でも、軍がこの技術を活用し、精神スキルの向上や思考で物体を制御し、兵士の任務適性を高めようとしています。

BCIが社会に与える影響についても倫理的懸念が提起されています。人々の脳への前例のないアクセスがディストピア的な可能性を現実にすることを恐れる声があります。

AI脳インプラント分野で活動する企業

それでは、AI脳チップ分野で最も注目すべき企業をいくつか見てみましょう:

1. Neuralink

億万長者起業家マスクが設立した同社は、脳波を読み取るワイヤレスインプラントを開発しています。最近、NeuralinkはPeter ThielのFounders Fundが主導する追加資金4300万ドルの調達を報告しました。

6月時点で、同社の評価額は約50億ドルで、推定年間収益は1億1570万ドルでした。2023年11月、米国議員はSECに対し、動物実験での死亡事例の詳細を省略したとしてNeuralinkの調査を要請しました。Neuralinkの脳チップの発売時期について、マスクはまだ数年先だと述べています。

2. Synchron

ニューヨーク拠点のSynchronは、血管内に埋め込む神経調節療法を提供することを目指しています。今年初めに、同社は重度の麻痺患者におけるSynchron Switchの有効性と実現可能性を評価する研究結果を発表しました。

このデバイスは脳の血管に導入され、長期間にわたり神経信号を送信しますが、副作用はありません。Synchronはベゾスとゲイツの支援を受け、CB Insightsによると総額1億3570万ドルの資金調達を行っています。同社の推定年間収益は3730万ドルです。

3. Blackrock Neurotech

この非上場企業はBCIシステムを含む神経技術ソリューションで知られています。昨年、Blackrock Neurotechは30,000日間にわたる入院BCI研究の記録的マイルストーンを発表し、共同創設者兼会長のFlorian Solzbacherは「技術は研究室を出て患者の家庭へと移行する準備ができている」と述べました。

1,000万ドルの資金調達を確保し、Christian Angermayerのre.Mind Capital、Peter Thiel、Tim Sievers、Sorenson ImpactのUniversity Venture Fund IIなどのハイプロファイル投資家を惹きつけました。

4. BrainGate

研究コンソーシアムであるBrainGateは、100本のスパイク電極のクラスターを含む脳インプラントを開発し、外科的に脳に埋め込んでいます。そのBCIシステムは、麻痺患者が思考でロボット義肢やコンピュータを制御できるよう設計されています。BrainGateの最終目標は、四肢麻痺患者に対して移動性、コミュニケーション、そして自立性を回復させることです。

5. Precision Neuroscience

6月、Neuralinkの共同創設者が設立したPrecision Neuroscienceは、初の臨床研究でヒト脳信号のマッピングを実施しました。彼らの主力BCIシステムはLayer 7 Cortical Interfaceで、電極アレイは人間の髪の毛よりも細いです。

今年初め、頭蓋骨のマイクロスリット技術を用いた低侵襲BCIインプラントの構築を目指す同社は、4,100万ドルを調達し、2年未満で総資金5,300万ドルに達しました。

6. Kernel

Bryan Johnsonが創業した同社の非侵襲的BCI技術は「Kernel Flow」と呼ばれ、時間領域機能近赤外分光法（TD-fNIRS）を用いて脳活動をモニタリングします。

同社のウェブサイトによれば、Kernel Flowは数分で設置できるポータブルかつマルチモーダルな神経画像ヘッドセットです。このヘッドセットは高解像度光学的血流イメージングとEEG測定を組み合わせ、包括的な洞察のためにマルチモーダルデータを提供します。

7. Neurable

この企業は臨床およびゲーム向けにBCIシステムを提供しています。非侵襲的なEEGベースのBCI技術は、ARおよびVR環境におけるヒューマン・コンピュータ・インタラクションの向上を目指しています。

#8. Ctrl-labs

非侵襲的神経インターフェース技術を開発するスタートアップである同社は、マーク・ザッカーバーグ率いるMeta（旧Facebook）に買収され、取引額は約10億ドルと推定されています。2018年に同社はBCI用の電極付きリストバンドを発売しました。Metaの最終的な目標は、人々が思考だけでキーボードなどを操作できるようにすることです。

将来の展望と課題

AI脳インプラントは神経科学における強力なツールとして登場し、脳の理解を変革し、治療法を革命的に変える可能性があります。技術はすでに失われた機能の回復で大きな成功を収めていますが、その影響ははるかに大きいです。

米軍資金提供の研究者は、脳信号を取得し、精神障害の治療として神経経路を自律的に活性化するシステムを開発しています。2017年に開始された「クローズド・ループ」脳インプラントの予備試験では、気分障害に関連するパターンを検出し、医師の介入なしに脳を健康な状態に戻す電気ショックを与えました。

感覚機能の回復に加えて、脳チップは義肢制御や異常な脳活動の治療にも役立ちます。さらに、リアルタイムのニューロフィードバックにより、個人は精神状態をよりよく制御し、感情や行動を能動的に調整できるようになります。研究者はまた、脳と脳の直接的かつシームレスな情報交換を可能にする脳間コミュニケーションの可能性も探求し始めています。

AIチップが風景を真に変える別の方法は、認知能力の向上です。この技術は、治療的ニーズがない人々の脳機能を拡張するためにも利用できます。特定の脳領域と直接インターフェースし刺激することで、これらのAIチップは集中力、記憶、学習能力を向上させる可能性があります。

これらのチップは人間の拡張に新たな道を提供しますが、アクセシビリティとプライバシーに関する倫理的考慮が不可欠です。

Pew Research Centerの2022年調査によると、米国人の78％が脳にコンピュータチップを埋め込むことを望んでおらず、関心があるのはわずか20％です。この数値は5年前と大きく変わっておらず、当時は米国人の3分の2が「集中力と情報処理能力が大幅に向上する」チップを望んでいませんでした。しかし、AI脳チップの使用が広がると、米国成人の6割がほとんどの人がプレッシャーを感じてチップを装着するだろうと考えています。

コンピュータチップインプラントの潜在的問題として、52％がハッカーによる情報取得を指摘し、脳やチップの不本意な変化や故障も主要な懸念事項として挙げられました。これらのリスクを認識した上で、83％の米国人は医療機器に使用される基準よりも高い基準でのテストを求めています。

これは、AI脳チップの驚異的な可能性を解き放つと同時に、個人と社会全体の健康、安全、核心的価値を保護するために適切なバランスが必要であることを示しています。

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