The Intention Machine

意図を汲んで動くマシン

By Richard Andersen

R. アンダーセン


I get goose bumps every time I see it. A paralyzed volunteer sits in a wheelchair while controlling a computer or robotic limb just with his or her thoughts—a demonstration of a brain-machine interface (BMI) in action.		麻痺のあるボランティア患者が車椅子に座ったまま，思考だけでコンピューターやロボット義肢を制御する。このようなブレイン・マシン・インターフェース（BMI）のデモンストレーションを目にするたび，私は感動のあまり鳥肌が立つ。
That happened in my laboratory in 2013, when Erik Sorto, a victim of a gunshot wound when he was 21 years old, used his thoughts alone to drink a beer without help for the first time in more than 10 years. The BMI sent a neural message from a high-level cortical area. An electromechanical appendage was then able to reach out and grasp the bottle, raising it to Sorto’s lips before a sip was taken. His drink came a year after surgery to implant electrodes in his brain to control signals that govern the thoughts that trigger motor movement. My lab colleagues and I watched in wonderment as he completed this deceptively simple task that is, in reality, intricately complex.		2013年，21歳のときに銃撃を受けて麻痺になったソルト（Erik Sorto）が思考のみによって10年ぶりに介助なしにビールを飲んだ。BMIがソルトの高次の皮質領域からの神経メッセージをロボットアームに送ると，アームが伸びてビール瓶をつかんだ。そして，ソルトの口元に運び，彼はビールを一口飲んだのだ。その1年前，ソルトは運動を引き起こす思考をつかさどる信号を検出するための電極を脳に埋め込む手術を受けていた。簡単そうに見えるが実際には複雑に込み入った課題をソルトがやり遂げるのを，私は研究室の同僚たちとともに驚嘆しながら見守った。
Witnessing such a feat immediately raises the question of how mere thoughts can control a mechanical prosthesis. We move our limbs unthinkingly every day—and completing these motions with ease is the goal of any sophisticated BMI. Neuroscientists, though, have tried for decades to decode neural signals that initiate movements to reach out and grab objects. Limited success in reading these signals has spurred a search for new ways to tap into the cacophony of electrical activity resonating as the brain’s 86 billion neurons communicate. A new generation of BMI now holds the promise of creating a seamless tie between brain and prosthesis by tapping with great precision into the neural regions that formulate actions—whether the desired goal is grasping a cup or taking a step.		このような離れ業を目撃すると，思考だけでどうして機械的な義肢を制御できるのかという疑問がすぐに浮かぶ。私たちは毎日，何も考えずに手足を動かしている。そうした動作を簡単にやり遂げることが高性能BMIの目標だ。神経科学者は手を伸ばして物体をつかむという動作を開始する神経信号を解読しようと何十年も努力してきた。そうした信号の読み出しにある程度成功したことで，脳の860億個のニューロンがやり取りする際に響き渡る電気的活動のざわめきを利用する新たな方法の探索に弾みがついた。新世代のBMIは，行動（カップをつかんだり，一歩歩くことなど）を計画する神経領域に極めて正確にアクセスすることで，脳と義肢の間の継ぎ目のない連携を生み出す可能性を秘めている。