脳をクラッキングする方法、イタリア学際チームが研究中

170227-GettyImages-2636815-thumb-1024x681-0e3229347faa3d083af55641a8c61475e31759d8

イタリアテクノロジー研究所のチームが、五感からやってくる信号を脳がどのように解釈しているかを解明する数理モデルをつくり出したという。

TEXT BY SANDRO IANNACCONE
TRANSLATION BY TAKESHI OTOSHI

WIRED(IT)

20世紀初頭の脳の活動計。PHOTO: GETTYIMAGES

20世紀初頭の「脳の活動・性質の計測機器」とされたもの。PHOTO: GETTYIMAGES

人は何かに触り、見て、聞き、嗅ぎ、味わう。無数のインプットが五感によって絶えず取り込まれて、その後、中央コンピューターたる脳に伝達され、処理される。

これはたしかに非常に複雑な作業だが、わたしたちはついにこれを解明し始めようとしている。イタリアテクノロジー研究所の分野横断型の研究者チームが、数学、統計学、行動研究、光学の手段を利用して、脳が世界とやり取りするために感覚を利用する根底にあるコードを解明した。それを踏まえることで、脳のクラッキングさえできうるという。

神経科学・認知科学研究所のコーディネイターでニューロコンピューティング研究室の責任者、ステファノ・パンツェーリと、脳機能光学アプローチ研究室の責任者トンマーゾ・フェリン(ハーヴァード大学医学校とユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンの同僚たちも研究に参加している)のグループが行なったこの研究は、学術誌『ニューロン』で発表されている

フェリンは次のように『WIRED』に説明してくれた。

「感覚組織によって受容された刺激は、すぐに電気信号に変換されて脳へと送られます。その後そこで分析され、いわゆる『知覚』を引き起こします。われわれ科学コミュニティはすでに、こうした信号がどこで生じるか、そしてどのように移動するかを知っていますが、どのようにして中央神経組織によって解読されるか、書かれるか、解釈されるかはわかっていないのです」

研究者たちは、まさにこの側面に注力した。「わたしたちが開発した手法は、いまのところは理論にすぎませんが、信号の重要な部分を突き止めることも、あるいは感覚刺激がないときでもそうした信号をシミュレートして脳の中に知覚を生み出すことも可能にするでしょう」

「学際的なアプローチ」が可能にするもの

果たしてそのためには、光学、数学、いわゆる精神物理学(知覚行動を研究する科学分野だ)を巻き込んだ学際的なアプローチが必要だった。つまり、光を用いた信号の解読(と記述)をすること〈光学〉、この信号の統計的アルゴリズムを用いた分析すること〈数学〉、こうした信号がどのようにして知覚に変換されるかを理解すること〈精神物理学〉を想定している。

「わたしたちが研究した枠組みは、2つの段階を想定しています。第1段階では、高解像度の光学機器を用いて電気信号を解読します。そして、相関分析を通して、つまり信号が刺激の変化によってどのように変化するかを統計的に研究することによって、これを分析します。研究の第2段階では、このようなパターンをニューロンに書き込んで、感覚器官をバイパスして知覚をつくり出すために、光を用いることを提案しています」(フェリン)

科学者たちが期待しているように、この研究の結果は、アルツハイマー病のような神経変性疾患や、自閉症、統合失調症といった症候群の理解に重要な副次効果をもたらす見込みがある。

さらに、いわゆるブレイン・マシン・インターフェイス(BMI:Brain Machine Interface)開発の助けにもなるだろう(脳から生み出されるインパルスを解読して、機械やロボットを動かすために利用することのできる装置だ。アーカイヴ記事「念じただけでロボットアームが動き出す『ブレイン・マシン・インターフェイス』」参照)。そして、感覚器官の機能が損なわれた患者に感覚の知覚を回復させるのを助けるためにも役立てることができるだろう。

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

関連記事

  1. 12879510_m-666d0d56734eeefcba9104ea3e69eefc2bacf3ff

    2年連続で年末に起きた「ウクライナの停電」が意味するもの

    NEWS 2017.01.14 SAT 08:00ウクラ&…

おすすめ記事

  1. xrteclipse_20170821_164732-aa95ad719d7a65a66ec9c12746d60c068b705a97
    NEWS 2017.08.22 TUE 19:002017年8月21&#…
  2. 53193079_m-acec3a2697a393c66f6e91f0f11e542efc71b923
    NEWS 2017.08.20 SUN 16:00フィン&…
  3. FabricSensor-art-1-e1503018439627-785da1ecc20399209fa33539f9981bffdaca26b9
    NEWS 2017.08.20 SUN 14:00ハーヴ&…
  4. GettyImages-506802676-2-1a0f23a30093df056fac9205db1a1f203debdf6e
    INSIGHT 2017.08.20 SUN 08:00イーӤ…
  5. styly2-e1502955992988-126661b5a59757ca27c7a39e95f69deb9ddb31df
    NEWS 2017.08.18 FRI 17:00「VR(仮…
※ダウンロード後30分以内にインストールして下さい
http://technologyjapan.xyz/wp-admin/widgets.php#remove

話題をチェック

  1. 600x601x20170822nana.jpg.pagespeed.ic.u5ed1iTQeL-e5b3de5c391c8e3805df72a8cdb3da051ece71fa

    ANA、機内食総選挙2017の結果発表 和食は牛すきやき丼、洋食はビーフシチューとオムライス

    Sponsored link  機上ӗ…
  2. MIT-Instant-Retouch-TA-12db540ca97a6020f2db78ca5b27647ac89d2f28

    機械学習を用いれば、写真が「撮影する前」からプロ仕様の美しさに──グーグルとMITがアルゴリズムを開発

    NEWS 2017.08.22 TUE 08:00マサチ&…
  3. GettyImages-496380034-e1503241697905-b18cea347ee2933a806af5a4adfa2f3d9569add1

    「世界共通のインターネット」を巡る、グーグルとカナダ最高裁との闘い

    NEWS 2017.08.21 MON 07:00カナダ&…
ページ上部へ戻る