脳波は夢を読むことができるか？100年を迎えた脳活動測定の未来

人間の脳の電気活動が初めて記録されてから100年が経ち、専門家たちはその発見の遺産を祝い、その将来に対する予測と優先事項を共有しています。

1924 年 7 月に初めて記録されて以来、人間の脳波 (EEG) は脳の機能と機能障害を理解する上で不可欠なものとなっています。最も重要なのはてんかんの臨床診断で、EEG 信号の分析により、以前は人格障害とみなされていた症状がすぐに脳活動の障害として再定義されました。

1 世紀が経った今、世界中の 500 人を超える専門家が、この画期的な方法論の影響と、将来の課題と優先事項について考察するよう求められています。

リーズ大学の研究者が主導した調査では、6,685年の経験を持つ回答者に、EEGの将来の開発の可能性を「進歩に不可欠」なものから「非常にありそうにない」ものまで提示し、それが実現するまでにどれくらいの時間がかかるかを推定するよう依頼した。結果は以下の通り。 出版された ジャーナルで 自然 人間の行動。

未来のイノベーション

このリストには、専門家が一世代以内に実現できると考えている、魅力的で未来的なイノベーションが数多く掲載されています。これには、脳波を使用して認知能力を高めること、学習障害の早期発見、嘘発見器としての広範な使用、重度の運動障害や閉じ込め症候群の患者のための主要なコミュニケーション ツールとしての使用などが含まれます。

発作や腫瘍などの脳の異常をリアルタイムで確実に診断できるようになるのは、わずか10～14年先だと考えられている。一方、夢や長期記憶の内容を読み取ることができるようになる可能性は、一部の専門家によって50年以上先だと判断されているが、多くの人はそれを現実というよりはSFに近いものとして退けている。

調査によれば、一世代以内に私たち全員が自分専用のポータブル EEG を持ち歩くようになるかもしれないというのは、多くの人にとって驚きかもしれない。

論文の共著者でリーズ大学の研究員ドミニク・ウェルケ氏は、「これらはスマートフォンのようなものになり、ほぼすべての人がアクセスして毎日使用できるようになる。理想的には、生理学的要因に関する有意義な洞察を提供することで人々の生活を向上させることができるだろう」と述べた。

同氏はさらに、「EEG 技術の将来的な有望な用途の 1 つは、運転手やパイロットの警戒管理です。これらの作業安全システムは、ユーザーが居眠りしているかどうかを識別し、起こしたり、副操縦士に交代するよう伝えたりするのに役立ちます」と付け加えた。

EEG の記録に関係するハードウェアは比較的基本的なもので、1924 年 7 月 6 日にドイツの精神科医ハンス・ベルガーによって初めて使用されて以来、原理的には変わっていません。それ以来劇的に変化したのは、現在デジタルで記録されているデータの分析と、それを使って何ができるかです。

電極と増幅器のみで構成される EEG システムは、製造コストがますます安くなり、携帯性やユーザーフレンドリー性も向上しています。非侵襲性も相まって、より幅広いユーザーが利用しやすくなるのを妨げるものはほとんどありません。

健康格差の縮小

EEG技術がゲームやVRで広く利用されるようになるのは20年ほど先と予想されており、ゲーマーにとっては興奮するだろうが、科学者や臨床医にとって本当にエキサイティングな可能性は、このアクセス性の向上により、従来EEG研究から排除されてきたコミュニティと関わることができるようになることだ。 低所得国 より複雑な画像技術を買う余裕がない。

AI を活用した自動化の進歩により、複雑なデータの分析が改善され、スピードアップすることも期待されています。

ウェルケ博士は次のように語っています。「将来を見据えると、ハードウェアの面では比較的安価で製造も容易であり、分析とソフトウェアの面では、これらの新しいコンピューティング技術により、EEG を非常に大規模なユーザー ベースに実際に展開するためのすべてのパズルのピースが揃っています。MRI や埋め込み型デバイスなどの他の方法とは対照的に、EEG は世界中のすべての人々に神経画像診断を提供できる可能性を秘めています。」

論文の筆頭著者で、リーズ大学認知科学教授兼没入型技術センター所長のファイサル・ムスタク氏は、「現在、人間の脳に関するほぼすべてのデータは、世界の人口のごく一部から得られたものです。このことが、研究結果を一般化し、世界の脳の健康を改善する能力を妨げているという認識が高まっています。EEG は、さまざまな環境で世界中で使用できる最も費用対効果が高く、ロジスティック的に実現可能な神経画像化ツールとして際立っています。これは、世界中の人々を包摂し、代表する神経科学の構築に役立ちます」と述べています。

同氏はさらに、「グローバル・ブレイン・コンソーシアムのパートナーは、このようにして研究範囲を拡大するための基盤を築いており、これによって脳機能のメカニズムに関する画期的な発見の新たな機会が開かれることを期待している」と述べた。

倫理的な問題

新たな技術が EEG に刺激的な新しい可能性をもたらしているという楽観的な見方と並行して、専門家らは、合意された基準やプロトコルの遵守の欠如から、新しい商業的応用や「神経強化」の魅力によって生じる倫理的問題まで、さまざまな懸念を表明し、警告も発した。

ウェルケ博士は次のように語った。「多国籍テクノロジー企業の中には、ユーザーの好みや感情を24時間把握できる情報をもっと入手したいという理由で、EEGやその他の神経画像技術の導入に非常に興味を持っているところもあるでしょう。しかし、この技術はこのような形で利用されるべきでしょうか。認知の自由や精神的なプライバシーに関する懸念は明らかです。これは、技術の新しい使い方が新たな倫理的問題を引き起こす可能性もあるという事実、つまり責任の重要性に関係しています。」

調査のもう 1 つの目的は、将来の取り組みを導くために EEG コミュニティの優先事項を特定することでした。参加者は、EEG 研究のさまざまな領域における主要な開発と進歩が自分たちの仕事にとってどれほど重要であるかを評価しました。

ムスタク教授は、「EEGはAIや仮想現実などの技術と組み合わせることで、人間と機械の関わり方を根本的に変える可能性があり、そうなれば今後100年間、科学と社会において極めて重要な役割を果たすことになるだろう」と語った。

「しかし、これを確実にするためには、学術界、臨床界、産業界の各界から神経科学コミュニティが、その大きな可能性を実現するのに役立つ、堅牢で倫理的、包括的かつ持続可能な実践を推進することに尽力する必要がある。」

この研究は、若手研究者からこの分野の著名人まで、総称してEEG100コンソーシアムとして知られる90人以上の著者によって実施されました。

これは、心理現象に関する最も重要かつ影響力のあるEEG実験の結果の再現可能性を評価する30か国以上の研究者の国際ネットワークである#EEGManyLabsと、世界中で健康状態の改善と公平性の実現に取り組む脳研究者、臨床医、機関の多様なネットワークであるGlobal Brain Consortiumとのパートナーシップとして始まりました。

論文の最後の著者で、中国電子科学技術大学/キューバ神経科学センターの中国キューバ神経技術研究所所長のペドロ・アントニオ・バルデス・ソサ氏は、「キューバを含むいくつかの国で、EEG が人口レベルで神経系疾患の大量検査を行えることを実証しました。この技術は、世界中の孤立したグループのように、リソースが限られている場合に特に適しています。EEG を世界規模で採用するには乗り越えるべきハードルがありますが、そうすることで、さらに何百万人もの人々の生活を改善できると期待しています」と語った。

バイオテクノロジーおよび生物科学研究会議 (BBSRC) のバイオサイエンス健康戦略責任者であるサダナ・シャルマ博士は、「EEG 技術は、私たちの日々の活動や将来的に神経疾患の診断および治療方法を変え、世界中のさまざまな人々が脳の健康に関する知見にアクセスできるようにする可能性を秘めています。バイオサイエンスの発展を受け入れながら、私たちは引き続き、世界規模で倫理的、公平かつ影響力のある脳科学の進歩を推進する学際的なコラボレーションを促進することに重点を置いています」と述べています。