超音波脳読み取りはマスクの脳コンピューターインターフェースよりも正確で侵襲性が低い

脳コンピューターインターフェース分野で新たなニュースがあります。

IEEE Spectrum によると、新たな低侵襲性超音波脳コンピューターインターフェースデバイスが開発中である。

この装置は、従来の脳とコンピューターのインターフェース媒体である脳波を超音波に置き換えます。

原理は、直接焦点式超音波（FUS）を使用してニューロンの活動電位を変化させ、機能的超音波画像（fUSI）と呼ばれる技術を使用して、ドップラー効果による局所的な血流変化を測定することで脳領域の神経活動を監視します。

医療技術会社 Forest Neurotech と医療画像会社 Butterfly Network が提携し、この低侵襲超音波脳コンピューターインターフェースデバイスを開発しました。

ご存知のとおり、マスク氏の Neuralink、Paradromics、Synchron などの企業はいずれも、脳と「電気的に」相互作用する脳コンピューターインターフェースを開発しています。

では、比較すると、超音波ベースの脳コンピューターインターフェースの利点は何でしょうか?

より小さな切開とより正確な空間配置

従来の電気脳刺激技術は、電流が脳組織内で限られた距離しか伝播できないため、空間的に大きく制限されることが報告されています。

そのため、脳の深部を刺激する場合、関連する場所に電極を配置するための侵襲的な手術が必要になります。頭蓋骨内にのみ埋め込まれた深部インプラントまたは電極では、脳の表面領域の神経活動しか記録できません。

この目的のために、開発チームは、ユーザーの頭蓋骨に埋め込んで脳の表面に置くだけで済む、低侵襲性の超音波インプラントを開発していると述べた。このインプラントは、超音波を使用して、脳の特定の領域の神経活動をミリメートル未満の精度で柔軟に刺激し、記録することができる。

具体的には、Butterfly Network は超音波チップのハードウェア サポートを提供し、Forest Neurotech はこれらの超音波チップを使用して、誘導および集中された超音波を通じて脳の特定の領域を刺激します。

次に、機能的超音波画像法（fUSI）と呼ばれる神経画像技術を使用して神経活動を監視しました。

fUSI の原理も非常にシンプルです。

すべての細胞と同様に、ニューロンが機能するには血液が必要であり、ニューロンの「活動」が増加するということは、脳の血流供給も増加する必要があることを意味します。

fUSI は超音波を使用して脳の血流の微細な変化を検出し、ニューロンの活動レベルを推測します。

これは、脳の特定の領域に超音波を送信し、「エコー」（血流の影響を受けた反射波）を検出することによって行われます。

血液は動くと「ドップラー効果」を起こすため、エコーの振動周波数にわずかに影響を及ぼします。

したがって、fUSI システムはエコー周波数の変化を分析することで血流速度の変化を判断し、そこでの神経活動を推測することができます。

会社概要

この超音波脳コンピューターインターフェースデバイスは、Forest NeurotechとButterfly Networkが共同で開発する予定であると報じられています。

そのうち、フォレスト・ニューロテックは今年1月に設立された非営利団体で、低侵襲性の超音波脳コンピューターインターフェースの開発に重点を置いています。

共同創設者は、サムナー・L・ノーマン、タイソン・アフラロ、ウィリアム・ビーダーマンです。

前述の fUSI テクノロジーは、CEO の Sumner L. Norman が最近参加した研究です。

さらに、フォレスト ニューロテックは、科学分野の非営利インキュベーターであるコンバージェント リサーチの子会社であり、最近 5,000 万ドルの新たな慈善支援を発表したシュミット フューチャーズ ネットワークのメンバーでもあります。

バタフライ ネットワークは、「バイオテクノロジーのスティーブ ジョブズ」として知られるジョナサン ロスバーグによって 2011 年に設立された医療用画像処理のユニコーン企業です。

以前、Butterfly Network は、超音波チップ技術を使用して構築された初のハンドヘルド型シングルプローブ全身超音波システムである Butterfly iQ+ を開発しました。

現在、フォレスト・ニューロテックはバタフライ・ネットワークと5年間の共同開発契約を締結しており、フォレストはバタフライの超音波チップとサービスを購入するために2,000万ドルを支払う予定だ。