ブレインテック(BrainTech) – ブレインテック用語解説

ブレインテック（BrainTech）とは、脳神経科学を活用したテクノロジーやサービスを指す。英語圏ではニューロテクノロジー（Neurotechnology）とも言う。

neumoでは、テクノロジを用いて神経系を測定・分析したり、刺激して神経系を操作する技術・製品を特にブレインテックと呼ぶ。神経系とは、中枢神経系（脳・脊髄）に加え、末梢神経系（体制神経系、自律神経系）を含む、からだ全体の神経系を指す。

ブレイン・マシン・インターフェイスはシリコンバレー企業も参入

ブレイン・マシン・インターフェイス（brain-machine interface, 以下BMI）とは、脳と機械を、感覚器や筋肉などの動きを介さずに直接接続する技術のことである。

頭蓋骨をあけ、脳に電極を取り付けて脳活動を測定する方法（侵襲的な方法）や、頭蓋骨を開けずに脳波やMEG（脳磁図）を測定する方法（非侵襲的な方法）がある。

侵襲的な方法を採用する企業として、イーロン・マスクが立ち上げたNeuralink、スタンフォード大学の材料工学・エンジニアリングの専門家が立ち上げたParadromicsなどがある。

非侵襲的な方法を採用する企業の代表はTD-NIRSを開発するKernelだ。脳で1分間に100単語を入力することを目標としたFacebookは、現在はBMIではなく、リストバンド型のデバイスをインターフェイスにするように方針転換している。

ブレイン・マシン・インターフェイス（BMI）の詳細はこちらからもご覧ください。

睡眠、スリープテックはブレインテックの適用が多い

睡眠の質の測定や向上などを目的とするスリープテックは市場が拡大している。睡眠状態は、REM睡眠、浅い睡眠、深い睡眠と分けられ、それぞれ発生している脳波の特徴によって定義されている。そのため、ブレインテックの応用先として睡眠は自然である。

睡眠状態を測定する製品として、額に貼り付けるパッチ型やヘッドバンド型の脳波計製品がある。寝ている時でもずれない工夫があり、高精度に脳波を測定できるため、推定される睡眠状態が高精度であることが特徴である。医療レベルでの高精度な測定・診断が望まれる場合に、自宅でも使えるといった利点がある。

そこまで高精度でなくとも、もっと気軽に睡眠状態を測定できる製品は多い。手首につけるウェアラブルデバイス（活動量計）はその代表である。深い眠りのときは体が動かないといったように、睡眠の深さと体の動きが関係する。また、心拍数や心拍変動から交感神経と副交感神経のバランスを推定し、睡眠の深さを推定することもできる。多くのウェアラブルデバイスには加速度センサや心拍センサが搭載されており、それらのセンサの値から、比較的高い精度で睡眠状態を推定することが可能である。

深い睡眠をもらたす技術も開発されている。2013年に論文誌Neuronに掲載された論文「Auditory Closed-Loop Stimulation of the Sleep Slow Oscillation Enhances Memory」は一つの代表的な例である。この研究では、深い睡眠時に特徴的に現れる脳波のタイミングに合わせて音を聴かせることで、その脳波を強化することができるということが示されている。Philipsはこの研究を参考にして開発した睡眠ヘッドバンドを販売している。

ストレス低減・メンタルヘルス対策には、さまざまな技術がひしめき合っている

心理的ストレス・メンタルヘルスは世界的に大きな課題である。抗うつ薬の寛解率（症状が消えたと言える率）は3割程度と言われており、副作用もあるため、副作用のない治療法が望まれている。

まず、心理的ストレスを生体信号から推定するという製品が挙げられる。多くは心拍変動（Heart Rate Variablity）を測定し、心拍変動の値から交感神経・副交感神経の活動を推定することで、ストレスの状態を推定している。

ストレスを低減する製品については、使われている技術はさまざまである。例えば音楽や香りは、リラックスしたり楽しんだりすることに古来より使われている。そこに現代の脳神経科学の知見を導入し、リラックスしたときに発生すると言われているα（アルファ）波をより強く発生させられる音楽や、fMRI（機能的磁気共鳴画像法）を用いて脳を測定することで、リラックス効果を高めることが検証された香りといった製品が開発されている。

脳波計を用いたニューロフィードバックでストレスを低減する製品も増えている。測定した脳波の状態を、音や映像として本人にフィードバックしながら、心が落ち着いた状態になるよう本人が自分の脳をコントロールしていく。これらは、瞑想（マインドフルネスやmeditation）に脳神経科学を応用したものとも言える。実際、瞑想は科学的研究の対象として、盛んに研究されている。

アルツハイマー病、認知症に対するソリューションが増えてきている

全世界的な高齢化を受け、認知機能が低下してきていないか評価・予防したり、改善するブレインテックも増えてきている。

認知機能の評価方法として、学術的に長年用いられてきた認知心理学的タスクがある。それを、スマホアプリ・タブレットアプリとすることで、医療機関だけでなく自宅でもできるようにした製品が数多く開発されている。同じように、認知機能を鍛える認知心理学的タスクをアプリにした脳トレアプリも多い。

脳トレアプリは、ゲーム形式として楽しく続けられるようにしたり、インターフェイスが楽しくなるような工夫を各社が取り入れているものの、「認知心理学的タスク」の側面があるために飽きずに続けられるものは多くはない。まだまだ参入の余地があるのではないだろうか。

スマホやタブレットのアプリ以外では、VR/ARを用いて認知機能を評価したり改善する製品もある。

さらに、脳波を測定することで認知症を診断したり、光技術やニューロフィードバックを用いて認知機能の改善を行う製品も開発されている。