大きな目標 神経人工装具の分野では、失われた現実世界の能力を回復することにより、麻痺した患者の生活を改善することに焦点を当ててきました。
1 つの例は、ブラウン大学の神経科学者 Leigh Hochberg と John Donoghue による 2012 年の研究です。 彼らのチームは、長年の麻痺を持つ 2 人 (58 歳の女性と 66 歳の男性) を訓練し、運動皮質からの信号を解読してロボット アームを物に手を伸ばしてつかむ。 被験者の 1 人は、デバイスを使用してボトルから取り出して飲むことができました。
最近では、2017 年に、グルノーブル大学病院のフランスのチームが、四肢麻痺の 28 歳の男性に、硬膜外ワイヤレス ブレイン マシン インターフェースを外科的に移植しました。 2 年間の訓練の後、患者は脳の活動だけでいくつかの外骨格機能を制御できるようになりました。
高度なロボット工学から、患者の腕や脚の損傷した末梢神経の繊細な再神経支配まで、これらのプロジェクトには並外れた医学的および技術的ブレークスルーが必要です。 これらのアプローチの実際の臨床応用を実現するには、広範な開発が必要です。
しかし、脳とコンピューターのインターフェース自体 (脳の信号を意図した動作に正確に変換すること) を完全にマスターするには、はるかに単純で安価で安全なテクノロジー、つまり仮想現実が必要になる場合があります。 実際、多くの BMI プロジェクトでは、最初のトレーニングは仮想シミュレーションに基づいています。たとえば、実際のロボット アームを制御しようとする前に、被験者はまず仮想アームの制御を学習します。
ゲームの世界とメタバースが進化するにつれて、BMI アプリケーションの次の大きなブレイクスルーは、現実の世界で実現される前に仮想世界に到着します。 これは、ジョンズ・ホプキンス大学の研究者チームによって、BMI を使用したコンピュータ フライト シミュレーションで、麻痺した患者に戦闘機の操縦を教えることができたことによって、すでに可能であることが示されています。 彼らの報告によると、「被験者の観点からすると、これは彼女が行った実験の中で最もエキサイティングで面白いものでした。」
2023 年には、障害者が仮想世界に完全に参加できるようにする BMI のアプリケーションがさらに多く登場するでしょう。 最初は、チャット ルームなどのよりシンプルなインタラクティブ コミュニケーション スペースに参加することによって。 後で、仮想空間で 3D アバターを完全に制御して、買い物をしたり、社会的に交流したり、ゲームをプレイしたりできます。
これは UC サンフランシスコでの私自身の仕事にも当てはまります。ここでは、音声コミュニケーションを回復するために BMI を構築しています。 テキストベースのチャットやメッセージングを介してリアルタイムでコミュニケーションをとるように患者をトレーニングすることはすでに可能です。 次の目標は、リアルタイムで音声合成を実現することです。 以前に、オフラインで高い精度で実行できることを示しましたが、リアルタイムで実行することは、麻痺した患者にとって新たな課題です。
私たちは現在、顔のアバターを制御する機能を含むように作業を拡大しています。これにより、仮想社会的相互作用が強化されます。 誰かが話しているときに口と唇が動くのを見ると、スピーチの知覚と理解が大幅に向上します。 声道と口を制御する脳の領域は、非言語的な顔の表情を司る領域とも重なるため、顔のアバターもそれらをより完全に表現できるようになります。
バーチャル リアリティと BMI が収束するにつれて、テクノロジー企業が非侵襲的および侵襲的なニューラル インターフェース用の消費者向けアプリケーションも開発しているのは偶然ではありません。コンピュータ、しかし私たちが互いにどのように相互作用するか。
しかし、麻痺した患者にとっては、社会生活に参加する能力に関するものである. 麻痺の最も壊滅的な側面の 1 つは、社会的孤立です。 しかし、人間の社会的相互作用がますますデジタル形式 (テキスト メッセージや電子メールなど) や仮想環境に基づくようになっているため、これまでにない機会が生まれています。 ブレイン・マシン・インターフェースにより、私たちはついにこの満たされていないニーズに対処することができます。