ニューロンから電気信号を取り出して筋肉を動かす試み

insiderman 曰く、

ワシントン大学の研究者らが、脳のニューロンから電気信号を取り出し、それによって筋肉を動かす実験を行っている（Nature Newsの記事）。

今までも猿の脳に電極を埋め込み、発せられる電気信号を観測してロボットアームを動かす、という研究はされていたが、今回の研究が異なるのは、単一のニューロンからの電気信号だけで操作を行う点と、ロボットアームではなく筋肉を動かす点だ。従来は複数のニューロンに接続された何十もの電極から信号を観測し、それらを解析してアームを動かす、という動作を行わせていたが、この場合、ニューロンの活動を解析するのに多くの計算が必要であった。いっぽう今回の研究では、1つのニューロンに接続された1つの電極からのみ信号を解析するため、計算量が大幅に少なくなる。

（つづく...）

実験では猿の脳の運動皮質に多数の電極を埋め込み、そのうち1つの信号を観測してまずはコンピュータ画面に表示されるカーソルを制御できるようにトレーニングを行った。次に、局所麻酔を用いて一時的に猿の手首の筋肉を麻痺させ、そこに電極から観測した信号を送り込んで猿に手首を制御させた。すると、通常とは異なるニューロンを使用するにも関わらず、猿は手首を動かすことができたそうだ。

Natureに掲載された論文によると、猿は1時間もかからずに手首を動かすことができるようになったとのこと。さらに、使用したニューロンが以前どの筋肉を動かすようになっていたかは関係なく、手首を動かせるようになったそうだ。

ニューロンからの信号を解析するためのCPUパワーが少なくて済むということは、たとえば将来的に脳からの信号で操作できる義手などを作る際、制御回路をコンパクトにできる、ということになる。複数の筋肉を同時にコントロールすることは難しいほか、人間の脳から健康を害さないように信号を観測することは現段階では非常に難しいが、もしこれらの障害が解決されれば、脳信号により自在に稼働する義手や義足というのは、意外に早く登場するかもしれない。

多数のニューロン活動の方が良いのでは

[Anonymous Coward]

ひとつのニューロンだけだとそのニューロンが死んでしまったら使い物にならなくなるので、多数のニューロンの活動見てた方が実用上便利な気がする。

電極というのはニューロン内部に刺す訳じゃなくて、たぶんニューロン外部の活動を見てるわけですよね。それから調べられるのは多数のニューロンの活動の重ね合わせで、それから各ニューロンの活動を逆算するのにcpuパワーがいる。でも、その結果得られるのは多数のニューロンの活動なので、ひとつのニューロンだけでいいから計算が楽になるという話ではないような感じもしますが。。。そこら辺どうなんでしょ。

Re:多数のニューロン活動の方が良いのでは

[M-FalconSky (8868)]

実用にするならそうでしょうね。

ただ、回路の簡素化というメリットを生かすために、
* 複数のニューロンに接続
* 個々で制御の練習(キャリブレーション)
* 運用は1つのニューロンを毎日切り替え
* NGな箇所ができたら手動で利用を切り離し
っていうのはどうでしょう?
# ニューロンRAID?

まあ、まだまだ実験ですねぇ。

# 酔っているのでID

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M-FalconSky (暑いか寒い)

Re:

[Anonymous Coward]

やっぱりニューロン内部に電極差してるんですかね。リアルタイムで逆算するとか言うのはやっぱり大変そう。

# 論文読んでまで確かめる根性はない。。。

アームが全てじゃないんだから

[token (7668)]

無論、欠損部位を補うのが第一目標なんだろうけど、
接続先は義手や義足だけでなく、カーソルを動かすような機器につなげてもいいんでしょう？

とすると、一般車両に組み込むのは色々な面から難しそうですが、乙武氏のような人向けの車椅子とかにも有用ですね。

＃以降は妄想です
＃
＃ニューロン経由の電気信号が取り出せるなら、
＃その性質やら状態から思考を直接渡せるようにならないかなぁ
＃そうすれば、手を握っただけで想いを伝えられるのに 脳の研究がもっと進むのに

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俯瞰しよう。何事も俯瞰しなくちゃ駄目だ。

パラリンピックがサイボーグの巣窟に

[Anonymous Coward]

機械義手・義足が一般的になったら、パラリンピックにサイボーグ選手が勢ぞろい。陸上100mは6秒台は予選レベル、5秒台が常識に。

#そして義足にトルク規制などのレギュレーションができる

Re:

[Anonymous Coward]

今でもモーター使っちゃだめなんだけどね

Re:うへぇ

[Booby (36185)]

なんでこれがフレームの元なん？ボクはそうは思わないけど。
#モデ権持ちへの批判なのでIDで

Re:50年後は日本人の侮蔑に

[Anonymous Coward]

とはいえ、この技術、実用化するのは日本人じゃない気がする。
日本人は倫理観（もしくは「感情的には気持ち悪い」 [srad.jp]）で自制する(もしかしたら過剰に)と思います。
某国で研究者がクローン人間できるようになったと発表したらまず日本の倫理委員会がどこにも先駆けてノーと言うような。
そうなった場合に日本でこの技術が認可されず、障碍を負った子の親が募金募って渡米して...なんて話になってそういう人たち(家族,支援者)を揶揄して「モンキー」だったら本当に発生するかもしれません。

# 遠隔操作オプション(作業用ファンネル的なもの)とかがガラパゴス的に流行ったりしたら
# 日本人の蔑称としてもありえそうだけど...まずないでしょうなぁ。

Re:50年後は日本人の侮蔑に

[Jubilee (20038)]

元々のコメントが何でフレームの元かは私にもさっぱりわからないんですがね。

もっとわからないのが「クローン人間」と「障碍を負った子の親が募金募って渡米して...」とのつながりです。それが「モンキー」ってのもわからない…頭悪くなったかも。まあストリートチルドレンを誘拐してとか難民の子を買い取ってとかエグすぎる話とつながり得ることだけにあまりはっきりとは書けないのかもしれませんが(この話、映画「闇の子供たち」にもなったし、もうしてもいいですよね？)。

徹頭徹尾オフトピってのもなんですから本筋に戻すと、全身の動きを取り出せるようにしてガンダムを操縦するんだ！インターフェースが作れるようになる頃にはハードウェアも作れるようになっているに違いない、いや日本人になら作れるはず！これなら蔑称じゃないぞ！！

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Jubilee