ソフトウェアを脳に直接ダウンロードすることで、ヘリコプターの操縦を習得できたらどうなるか想像してみてください。暗闇の中で、何マイルも離れた物体を、データを重ね合わせた目で見ることができたらどうなるか想像してみてください。『マトリックス』や『ターミネーター』のこれらのSFシーンは、医療用インプラントを支える魅力的な科学のおかげで、将来的にはそれほどフィクションらしくなくなるかもしれません。
外科医、研究者、エンジニア、そしてコンピュータ科学者からなる学際的なチームが、人体内で動作し、人間の機能を模倣するように設計された複雑な電子機器を開発しています。今日のバイオニック技術は、病気や障害に苦しむ人々を助け、盲人が見えるようになり、聴覚障害者が聞こえるようになる未来への道を切り開くかもしれません。研究者たちは医学において飛躍的な進歩を遂げてきましたが、これらの進歩がもたらす改善のレベルは、典型的な人間の視覚、聴覚、思考、そして動作のレベルには及びません。
しかし、インプラントはますます高性能化し、高速化、小型化しています。専門家は、5～10年以内に健康な人間のパフォーマンスを向上させるためにインプラントが利用できるようになると述べています。医療用インプラントに関する最新の研究を見ると、病気を治癒する前例のない可能性だけでなく、人間の潜在能力を理解するための新たなパラダイムも見えてきます。
バイオニックアイズ
ボストン網膜インプラント・プロジェクトは、1980年代後半から、失明の主な原因である網膜色素変性症と加齢黄斑変性症の治療を目的とした眼インプラントの開発に取り組んできました。気密性の高いチタン製インプラントには、眼窩内に設置される200チャンネルのチップと、眼の虹彩を囲むワイヤーコイルが内蔵されており、体外に設置されたワイヤレスコンピューターコントローラーがデータ転送を処理します。MIT客員科学者でありプロジェクトメンバーでもあるショーン・ケリー博士は、このプロジェクトに14年間携わってきました。彼は3年後にヒト臨床試験を開始する予定です。
インプラントを埋め込んだ患者は、カメラ付きの眼鏡をかけ、バッテリー付きの小型ポケットコンピュータを携帯します。コンピュータは画像を読み取って分析し、データをインプラントに送信します。インプラントは電極を通して網膜神経細胞に電気信号を送ります。患者は、健康な視力で見られる数百万ピクセルではなく、数百ピクセルのデータを見ることになります。そのため、点のパターンや色情報を脳に解釈させる訓練が必要になります。
「ピクセルスコアボードのような画像になるでしょう」とケリー氏は言う。
しかし、インプラントは最終的に視力矯正を超えて、超人的な能力を身につける可能性はあるのだろうか？ケリー氏は、視力に関わるインターフェースを含む脳と機械のインターフェース分野はパフォーマンス向上へと進むだろうと推測しているが、そのような応用が実現するのはまだ先のことだ。
「視力が完全に健康な人にリスクを負わせるほどのレベルにはまだ達していない」とケリー氏は言う。
しかし、たとえインプラントがバイオニックビジョンを提供できなくても、入力デバイスが提供できたらどうなるでしょうか？インプラントに画像を送るカメラを、暗闇でも視力を確保できる暗視カメラに置き換えたらどうなるでしょうか？
これは、現在臨床試験中の Argus II 眼インプラント システムを開発した Second Sight Medical Products 社の事業開発担当副社長、ブライアン メック博士が提示した仮説シナリオです。
Argus IIは、眼球に埋め込まれた電子機器、サングラスに搭載されたカメラ、そしてベルトに装着されたビデオプロセッサとバッテリーパックで構成されています。インプラントには60個の電極があり、画像全体では大まかに60ピクセルに相当します。標準的なWebグラフィックは1平方インチあたり72ピクセルであることに留意してください。それでも、夜間視力を必要とする状況では、60ピクセルでも、停電時に自分で見るものよりも見やすいかもしれません。
以前のArgusモデルは16個の電極を備えていました。次世代モデルは240個の電極を備え、1000個の電極を備えたデバイスも計画中です。
脳コンピュータインターフェース
インプラント技術の核心は脳と、脳がデータを受け取って解釈する方法です。ジョージア州に拠点を置くNeural Signals社は、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や脳卒中などの重篤な脳疾患を患う患者の発話能力を回復させるための脳コンピュータインターフェースを開発しています。最も有名な事例として、Neural Signals社の主任科学者兼CEOであるフィリップ・ケネディ氏が、1999年に重篤な事故に遭い閉じ込め症候群と診断されたエリック・ラムジー氏を治療したことが挙げられます。ラムジー氏は思考力や感情は完全に回復していましたが、話すことは全くできませんでした。唯一、随意筋による制御は眼球を上下に動かすことだけでした。2008年10月のエスクァイア誌の記事によると、ケネディ氏は埋め込み型の脳コンピュータインターフェースを使用し、ラムジー氏が思考を直接音声に変換される最初の人間となる機会を与えました。
脳の言語運動野の活動を検出するように設計されたNeural Signals社の神経栄養電極は、電気データを記録し、コンピューターに送信します。コンピューターはそれを英語の39の音素（音声の単位）にマッピングします。スピーカーは再構成された音声を放送します。
「この技術によって、100語の短い単語で会話に近い速度の発話を回復し、これらの人々が普通に話せるようになることを期待しています」とケネディ氏は言う。
ケネディ氏は、適切な人材と適切な資金が投入されれば、脳とコンピュータのインターフェースを活用したパフォーマンス向上アプリケーションが10年以内に登場すると予想している。課題は、脳に過大な負担をかけない方法で脳にアクセスすることだとケネディ氏は述べ、映画『マトリックス』における脳への直接情報ダウンロードは、概念ではなく実行において非現実的だったと説明する。
「脳は情報を突然ダウンロードして瞬時に学習できるわけではありません」とケネディ氏は警告する。「データを分析するにはある程度の時間がかかります。」
近日公開：より優れた脳インプラント
脳インプラントには設計上の課題がいくつかある。まず、比較的厚みがあり、脳が耐えるのが難しい。また、大きな接点で配線されているため、埋め込める電極の数が限られる。ペンシルベニア大学のバイオエンジニアリング・神経学准教授、ブライアン・リット博士は、脳インプラントのサイズを小型化し、その効果を高める2つの方法に取り組んでいる。イリノイ大学のジョン・ロジャースと共同で、リット博士はゴムとプラスチックでできた柔軟なシート上に能動的な電子機器を組み込んでいる。リット博士によると、電力は脳組織の近く、デバイスに直接供給され、増幅器や多重化回路などの設計要素も同様にデバイスに供給されるという。
一方、マサチューセッツ州タフツ大学のデイビッド・カプラン氏とフィオ・オメネット氏と共同で、リット氏は溶解性シルク上にインプラントデバイスを配置する研究を進めている。シルクは薄く柔軟な素材で、ゴムやプラスチックよりも脳への生体適合性に優れている。リット氏によると、この技術により、現在最大で2桁程度しか存在しないコンタクトポイントを、数百、数千個まで搭載できるインプラントが可能になるという。彼は、シルクインプラントが1、2年以内にヒトでの試験に使えるようになることを期待している。
この技術がてんかん患者を助ける可能性について、リット氏は「難治性発作（制御不能発作）の発生率を35％から31％に下げることができれば、人生を有効に活用できるだろう」と語る。
彼はバイオニクスのパフォーマンス向上の側面には取り組んでいないが、自分の研究がパフォーマンス向上に応用できる可能性があると推測している。
「そこから、知能を高めるために使える可能性のあるものに移行するのは、非常に小さな一歩です」と彼は言う。
体内インプラント
政府資金や民間研究機関は現在、医療機器の改良に注力していません。その理由の一つは、技術がまだ十分に確立されていないこと、そして医療業界が厳しく規制されていることにあります。研究者は、開発を目指す医療機器の目的、安全性、そして有効性に基づいて、資金と食品医薬品局（FDA）の承認を得ています。彼らは、テニスのライバルに外科手術で優位に立てるようにすることに集中することで、自らの生活を危険にさらすことを厭いません。
しかし、フリーランスの科学者トッド・ハフマン氏は、現在開発中のインプラント技術は、将来的に改良され、既に平均的あるいは平均以上の能力を強化する可能性があると述べています。「義肢を開発するのにこれほどの苦労をするなら、他にどのような非正常能力を開発できるというのでしょうか？」とハフマン氏は言います。
ハフマン氏のインプラントに関する考えは、経験に由来する。数年前、彼はパフォーマンス向上の実験として、左手の薬指に希土類磁石を埋め込んだ。今では、電気製品が作動しているときに指に振動を感じる。ヘアドライヤーを手に取ると、ヘアドライヤーに流れる電流を感じる。彼は、これと同様のインプラントが究極の携帯電話のサイレントモードとして機能することを思い描いている。着信時にほとんど音を立てずにブザー音を鳴らし、知らせてくれるのだ。
パフォーマンス向上の結果
ハフマン氏の実験は、早期導入者（皆さんはご存知でしょう）が慎重に検討すべき疑問を提起しています。この強化機能をどのように活用しますか？ 世の中に溶け込むのに苦労するでしょうか？ 現在の能力のどのような点に価値を感じ、どのようなリスクを負う覚悟がありますか？ ハフマン氏は、万が一失くした場合に備えて、最も重要でない指に磁石を埋め込みました。
「強化技術について考える人の多くは、それに伴うリスクについて真剣に考えていません」とハフマン氏は言う。「実際に強化技術を実践してみなければ、費用対効果の真の意味を理解することはできません。」
ニューラルシグナル社のケネディ氏は、テクノロジーが誰でも利用できる限り、インプラントによる人間のパフォーマンス向上を歓迎する。「もし無限の記憶と無限のデータ、そして私たち全員の能力をはるかに超える計算能力を持つ人々がいたら、彼らは強力な存在となるでしょう」とケネディ氏は警告する。
統括団体は既に、テクノロジーによって人間のパフォーマンスを向上させる「テクノ・ドーピング」に警戒感を示している。両足に義足を持つ南アフリカの短距離走者、オスカー・ピストリウスが2008年の北京オリンピック出場を目指した際には、激しい論争が巻き起こった。国際陸上競技連盟（IAAF）は当初、義足が不当なアドバンテージを与えることを懸念し、彼を出場資格から外した。この決定は後に覆されたが、ピストリウスは南アフリカ代表チームに選ばれるには十分な走力を発揮できなかった。彼が再び挑戦すると予想される2012年の北京オリンピックに注目が集まる。
ペンシルベニア大学の教室の後ろの方から、インプラントについてより楽観的な見通しを語る声が聞こえた。リット博士は「脳とコンピューターのインターフェース」の授業で、医療機器を使って人間のパフォーマンスを拡張することの倫理性について議論を始めた。授業を受けている生徒たちは、倫理的な意見のどちらかの側に立って発言した。2分で1マイル走れたらクールだと考える生徒もいれば、優生学の複雑さを指摘し、超人を作り出すのは倫理に反すると主張する生徒もいた。
しかし、ある学生が、両者が到達した共通点は人類にとって大きな価値があるかもしれないと指摘し、リット博士の注目を集めた。「彼らを同じ部屋に置けば、がんを治せるかもしれない」と学生は言った。
将来のテクノロジーに関する過去の PCWorld の議論をいくつかご覧ください。
• 「拡張現実：あなたの身近なデバイスにやってくる」
• 「2010年の予測総括：突飛なものから現実的なものまで」
• 「すべてを変える15の注目の新技術」
