最先端の脳神経科学は、私たちの生活をどう変えるのか？

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昨今、脳神経科学という単語をメディアで耳にすることが多いが、実際、私たちの生活はその研究成果の結果どのように変わっていくのだろうか？イーロン・マスク氏のNeur

奥山輝大

東京大学脳神経科学研究者

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奥山輝大

東京大学脳神経科学研究者

【第７回】私たちの海馬にはどのような細胞がいるのか？

全体に公開・2022/05/16

前回の投稿からかなりの時間が空いてしまいました。師走が忙しいと言いますが、実際のところ大学教員が一番忙しいのは３月と４月なんです（言い訳です...スミマセン...）。さて前回の投稿では、脳の中の神経細胞（ニューロン）たちの活動する様子を、いろいろな手法を使うことで捉えることができるというお話しました。脳の中の無数の細胞たちが、あたかもコンピュータのように0と1の信号を出しながら活動をしていて、その結果、私たちは運動することや思考することや好きや嫌いといった感情を抱くこともできるわけです。「無数の」と表現しましたが、ヒトの脳には約860億個の神経細胞があると言われています。あまりに多くて、全然想像がつかないですよね。僕らが実験に使うマウスはだいたい全長が６〜７cmほどで、その頭に横幅1cm x 縦幅2cmくらいの脳があります。実験でその中身を見る時には、脳を輪切りにして、どのような細胞がいるかを調べています。

【第６回】それぞれのニューロンの活動は、どうやったら捉えられるのか？

全体に公開・2022/02/15

さて、前回まで「脳波」を観測することで、ざっくりとした情動やムードの情報ならば、どうにか情報を読み出すことができそうという事をお話してきました。それでは、記憶や思考といったより複雑な情報は可能なのでしょうか？残念ながら、そのレベルの複雑な情報の場合、「神経細胞ひとつひとつの活動を読み取る」必要があります。【第４回】神経細胞たちの声を聴くのコラムでは、脳全体を東京ドーム、神経細胞一つ一つを観客に例えて、「脳波」は東京ドームの外から観客全体での歓声を聞くようなものだと説明しました。一方で、「細胞ひとつひとつの活動を読み取る」というのは、東京ドームでの野球の試合の最中に、それぞれの観客が「何をしゃべっているのか？」を紐解くということです。

【第５回】脳活動デバイスが可能にする、未来のニューロマーケティングの世界

全体に公開・2021/12/19

さて、前回のコラムから、脳の中の活動を観察する技術についてお話ししています。（よろしければ前回のコラムを先に読んで頂けると、今回の内容が分かりやすいかもしれません）脳に穴を開けることなく記録できる手法として、脳波の計測やfMRIによる「脳領域のレベル」での活動記録があることをお話ししました。では実際に、「脳領域のレベル」ではどの程度の情報が読み取れるのでしょうか？ざっくりとした脳の状態や情動という部分（たとえば、ウトウトしているのか、寝ているのか、はたまた集中しているのか、リラックスしているのか）、であれば脳波のレベルでも十分に読み取ることができます。最近では、より簡単なウェアラブルデバイスを用いて、このような「脳領域のレベル」の情報を手軽に読み取ってしまおうという流れができつつあります。Emotiv、Thync、Museなどいくつかのベンチャーが、とてもスタイリッシュなデバイスを提供しています。アップルウォッチを初めとして、「自分の身体の情報をできる限り多く、長い時間計測して、自分の生活をより良くしよう」という潮流が強い昨今、将来的には私たちは日々の生活の中でずっと脳活動を計測するようになるのでしょう。

【第４回】神経細胞たちの声を聴く

全体に公開・2021/11/26

さて、ここまで脳の活動を「操作」する技術についてお話してきたが、「操作」と対になるのが、脳の活動を「観察」する技術である。基本的には神経科学者は、何かの行動や脳の機能（記憶するとか、悲しむ喜ぶなどの感情なども含めて）がどのような神経細胞の活動で成り立っているのかを「観察」と「操作」という両側から攻めて、解き明かしている。例えば、この下の動画は記憶中枢である「海馬」という脳の領域の神経細胞たちだ。ピカピカ光ったタイミングが、それぞれの神経細胞が活動したタイミングであり、この一見無秩序に思えるピカピカの中に、どんなルールがあるのかを、世界の神経科学者たちは日々必死に解き明かそうとしているのである。

【第３回】MITの敷地から分かるニューロサイエンスと人工知能の融合

全体に公開・2021/11/16

第３回は、ちょっと閑話休題。私が留学していたマサチューセッツ工科大学（MIT）の話をしてみようと思う。私は2013年から2017年にかけて、MITのピカワー学習記憶研究所に研究員として在籍し、記憶や感情を人為的につくり出すといった脳科学研究に携わった。MITはよく知られているように、コンピュータサイエンスのメッカであり、生命科学に対しても、その内部構造を形作る「暗号」を紐解くことに専念している。実は、MITの敷地の中の建物の配置を見ているだけでなかなかに面白い。　脳神経科学に特化した研究所である、ピカワー学習記憶研究所・マクガヴァン脳研究所は連結した一つの建物となっており（Brain and Congnitive Sciences Complex、地図中央）、その中では記憶学習や感情の神経メカニズムの解明から、アルツハイマー病などの病態解析まで、比較的、高次な脳機能の研究が行われている。

【第２回】脳を操るオプトジェネティクス

全体に公開・2021/11/04

さて、このように相互作用し合う脳科学研究と人工知能研究であるが、奇しくもこの数年間の間に協調的に技術革新が行われてきた。コンピュータサイエンスを支える素地となる、マシンのCPUスペックの強化や、深層学習などのアルゴリズム開発は、日常よく耳にするところだが、他方、脳科学ではどのようなエポックメイキングが起こったのだろうか。それは2005年にスタンフォード大学で開発された、オプトジェネティクス（光遺伝学）という革新的技術である。一言で言うと、「光を使って、特定の狙った神経細胞の活動のみをコントロールする」ことが可能となった。お時間がある方は、こちらのオプトジェネティクスを開発したチームの研究者であるエド・ボイデン博士のTEDトークを聞いて頂きたい。（お時間ない方は、無視してそのまま先へ...）

【第１回】脳からマシンを考えるか、マシンから脳を考えるか

全体に公開・2021/10/31

　さて、NewsPicksトピックスという新企画ということで、何を書こうかととても悩んだのだが、まずは今現在、世界中のニューロサイエンティストがどういう状況の中にいて、何を考えているのかということを感じて頂くのが一番かなと考え、ここからコラムを書くことにした。　2021年4月9日。テスラの創設者であるイーロン・マスク氏によって、2016年に創業されたベンチャー企業であるニューラリンク社が、一つのプレスリリース動画を公開し、世界中の脳神経科学研究者は興奮と戦慄に包まれた。それは、サルの脳内に「N1 Link」と呼ばれる電極チップを埋め込むことで、サルが「考えるだけ」でゲームをプレーできるようになる、という衝撃の内容であった。近年、テスラのみならず、Big Techと呼ばれるAmazon、アップル、Google、Facebook、マイクロソフトは、自社の専門分野である情報技術産業から、徐々に人工知能（AI）の研究・産業化を進め、更にその相補的分野となりうるブレインサイエンスへの応用に舵を切り始めている。

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