Mind and Machine: 脳とコンピューターのインターフェイス技術の 3 つのトレンド

「人間の脳には 100 億個のニューロンがあり、各ニューロンは 10 万個の他のニューロンに接続されています。 肩に座るということは、既知の宇宙で最も複雑な物体です。」 – ミチオ・カク

23年2022月XNUMX日に投稿

Mind and Machine: 脳とコンピューターのインターフェイス技術の 3 つのトレンド

自分の思考だけで外の世界をコントロールできると同時に、現在オンラインで見つけられるすべての情報に頭の中でアクセスできることを想像してみてください。 これは SF 映画のように聞こえるかもしれませんが、あり得る未来のシナリオです。 として知られるこのテクノロジーは、 ブレイン・コンピューター・インターフェース (BCI) は、人間のつながりを助けると期待されています 従来の神経筋経路を使用せずに上記すべてを達成します。

近年、BCI技術への関心が急上昇しています。 最近では、グローバルなスタートアップ コミュニティで最もホットなトピックの 1.4 つです。 昨年は、この分野で記録破りの資金調達が行われ、46 件の取引で XNUMX 億ドルが調達されました。

この記事では、BCI テクノロジとは何か、およびそれを推進するイノベーションの傾向について説明します。

ブレインコンピューターインターフェース技術とは？

簡単に言えば、BCI は脳と外部デバイスとの間の架け橋です。 複数のセンサーと複雑なアルゴリズムを活用することで、脳の信号を分析し、関連する脳のパターンを抽出することが容易になり、非侵襲的なデバイスで記録して分析することができます。 これにより、人間は身体の物理的な制約なしに、機械を直接制御できるようになります。

もともと、 BCI テクノロジーは麻痺した人々を助けるために開発されました 自分の思考を使って補助機器を制御します。 ただし、新しいユースケースが毎日特定されています。 人間の脳をコンピュータインターフェースに接続することを最終目標として、脳をターゲットにするテクノロジー系スタートアップ企業が増えている。 安価で小規模で誰でもアクセスできる BCI を作成するという、よく知られた競争が始まっています。

これはBCIテクノロジーにとってエキサイティングな時期ですが、考慮すべき倫理的考慮事項も数多くあります. 多くの人は、恒久的な脳インプラントを持つという考えに満足していません. 幸いなことに、手術や脳への埋め込みを必要としないウェアラブル BCI も市場に出回っています。

ブレイン・コンピュータ・インターフェースのイノベーション動向

BCI は研究の機が熟しています。上記の業界マインド マップを例として考えてください。 関連するテクノロジーやトピックは、その特定の分野における学術研究の成熟度に関連して描かれています。 黒い円は、研究の成熟度が高いことを示しています（EEG とも呼ばれる脳波検査など）。 人工知能）一方、明るい円は新興技術または学術研究が少ない技術を示しています。 たとえば、「マインドアップロード」は現時点では学術的に成熟していませんが、研究がさらに発展するにつれて、今後数年間でますます重要になる可能性があります。

イノベーションのトレンド #1: 米国と中国が研究を支配

BCI 分野の研究機関は、米国と中国に非常に集中しています。 特に、天津大学とカリフォルニア大学サンフランシスコ校 (UC) は、この分野で非常に活発なプレーヤーです。 注目に値する出版物は、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の特許 CA2886095A1 感覚および認知プロファイリングのためのシステムと方法であり、その価値はおよそ 2.34 万ドルです。 この特許は、認知プロファイルおよび/または感覚プロファイルを作成し、生理学的データを処理して、選択されたプロファイルカテゴリに関連付けられたXNUMXつまたは複数の定量値を含む情報セットを生成するための方法、デバイス、およびシステムを主張しています。

イノベーションのトレンド #2: BCI の高成長スタートアップが増加中

世界中で BCI が流行するにつれて、多くの高成長のスタートアップが出現しています。 BCI 業界は大幅な成長が見込まれているため、これは当然のことです。 14.3 年から 2021 年までの 2027% の CAGR (複合年間成長率). 特に神経疾患の治療に関連するヘルスケア業界の成長の可能性は計り知れません。 また、BCI 統合ビデオ ゲーム ガジェットの需要が高まっており、防衛部門の BCI に関連する研究が増加しています。これらは、世界のブレイン コンピューター インターフェイス市場の成長を促進するその他の主要な要因です。

過去 10 年間に設立された企業を分析すると、上記の最も活発な特許出願機関がいくつか見られます。 資金面では、 認知 (人工知能、機械学習、バイオテクノロジーを専門とするコンピューター ソフトウェア会社) は、最近では Amazon Alexa Fund から約 15 万ドルを調達しました。 Cognixion のソフトウェアは、脳波を直接コミュニケーションに変換する BCI を使用して人々がコミュニケーションできるようにする感覚コミュニケーション システムを特徴としています。

もう XNUMX つの注目すべきスタートアップは、Elon Musk のスタートアップです。 Neuralink、おそらくこの分野で最も有名なスタートアップです。 Neuralink は、来るべき人工知能 (AI) の時代を乗り切るために、人間とコンピューターを接続するための超高帯域幅のブレイン マシン インターフェイスの開発に取り組んでいます。 Musk は、このテクノロジーを「頭蓋骨の Fitbit」になぞらえています。

他の BCI 企業と比較すると、Neuralink は、イノベーションの強度 (総特許数) と勢い (過去 XNUMX 年間の特許数) の点で優れており、業界平均をはるかに上回っています。 しかし、Neuralink はイノベーションの独創性 (総特許引用数) とイノベーション評価 (平均特許評価) に関しては平均を下回っています。 多くの人が、Neuralink のエンジニアリングはしっかりしているが、その神経科学は平凡だと報告している。

とにかく、Neuralink は、特にそのデモンストレーションを通じて、BCI 業界に大きなスポットライトを当てました。 サルのポケットベル. ペイジャーはコイン大のディスクであるニューラリンクスを脳に埋め込んでおり、トレーニング後、動作を考えるだけでポンゲームをプレイできるようになりました。

サルが簡単なトレーニングでこれを行うことができる場合、人間の脳がコンピューターに接続された場合に何ができるかを考えてみてください. アプリケーションに関しては、Neuralink は、四肢麻痺患者がデジタルの自由を取り戻すのを助けるために、その技術を立ち上げたいと考えています。 長期的には、同社のチップが人間の意識と AI の融合に使用されると同社は考えています。 Neuralink は最近、シリーズ C 資金調達で 205 億 XNUMX 万ドルを調達しました。これにより、現在および将来の製品の開発が加速されます。 人体試験は今年後半に開始される予定です。

イノベーションのトレンド #3: BCI 臨床試験

2022 年 XNUMX 月、最初の商用 BCI が人間の臨床試験に入りました。

同期血管内ブレイン コンピューター インターフェース会社である は、米国の臨床試験に最初の患者を登録し、同社のインプラントを、対麻痺患者および麻痺を経験している患者での商用使用の潜在的な規制当局の承認に向けた道筋をつけました。

同社のトーマス・オクスリー最高経営責任者（CEO）は、同社の声明で次のように述べています。

2016 年に設立された Synchron は、BCI 業界でいくつかの重要なブレークスルーを達成しました。 2016 年、同社は自社製品の Stentrode を使用して、羊の血管内から血管 ECoG の最初の脳記録を作成しました。 この研究は後に Nature Biotechnology に掲載されました。 2021 年後、Synchron は、脳の切開手術を必要とせずに、局所的な脳刺激が血管を介して達成される方法を示しました。 最後に、XNUMX 年に同社は、Stentrode を移植された XNUMX 人の人間が外部デバイスを制御して、電子メール通信、テキスト メッセージ、およびオンライン バンキングを思考だけで開発する方法を示しました。

BCI はまだ初期段階にあり、多くの課題がまだ解決されていませんが、人類の進化の可能性は刺激的です。 対麻痺者の支援から世界中の人々の日常生活の向上まで、BCI は多くの人にとって人生を変えるものになるはずです。 第 XNUMX 次産業革命に関する報道が増えるにつれ、BCI はこの次の画期的な技術時代の一部となるでしょう。

著者紹介

ケイトホワイト PatSnap のカスタマー アドボカシー マネージャーです。 彼女は、PatSnap の顧客の画期的なイノベーションを強調することで、その顧客について学び、宣伝することに日々を費やしています。 ケイトはウェスタン大学で医学と心理学の学士号を取得しています。 余暇には、絵を描いたり、シベリアン ハスキーと一緒に外に出たりすることを楽しんでいます。