脳で制御される機械の時代への準備
解析明日の世界
2022年5月11日 - 14:58
ピーター・ヨーステン Peter Joosten
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ブレイン・コンピューター・インターフェイス（BCI）により、脳と直接コミュニケーションすることが可能になる。
この技術は、医療、職場、軍事をどのように変えるのでしょうか。未来学者でバイオハッカーのピーター・ヨーステンは、「Tomorrow's Worlds」の最新記事で、3つのシナリオを紹介し、脳で機械をコントロールする時代への備えを考察しています。
ブレイン・コンピュータ・インターフェイス（BCI）は、脳の信号をソフトウェアやハードウェアの命令に変換するものである[1]。例えば、脳の外側にセンサーを設置する方法がある。NextMind社やEmotiv社などの市販メーカーでは、コンピュータゲームをしたり、家の照明を制御したりするためのヘッドバンドを提供している。
一方、半侵襲的な方法では、頭蓋骨の下や脳の上部にセンサーを配置し、さらにその先の完全侵襲的な方法では、脳の内部にセンサーを配置する[2]。よく知られている例としては、パーキンソン病の患者の一部が利用している医療アプリケーション「Deep Brain Stimulation」[3]がある。
Joosten - Regina Duganは、2017年のFacebookのF8カンファレンスで、脳の活動を測定するセンサーを使って単語を入力できるようにするプロジェクトを発表した。アンソニー・クインターノ - Flickr
2017年に開催されたフェイスブックのF8カンファレンスで、脳の活動を測定するセンサーを使って人々が単語を入力できるようにするプロジェクトのプレゼンテーション。© Anthony Quintano / Flickr
BCIの用途はいくつかある。例えばヘルスケアでは、ロックイン症候群（意識は完全にあるが、目だけが動かない）の患者や四肢麻痺（腕や足の麻痺）の患者が、介護者やその親族とのコミュニケーションに利用している。また、株式トレーダーやジェット機のパイロットなど、一刻を争う仕事をする人にとっても、BCIは理にかなった次のステップと言えそうだ。BCIは彼らにとって、競争優位をもたらすことができるのだ。
BCIのある生活はどのようなものになるのだろうか。この技術は医療、職場、軍隊をどのように変えることができるのだろうか。この記事では、人間の能力を拡張し、向上させるBCIの使用について、3つの簡単なストーリーを紹介します。
BCIシナリオ1：患者デニス
目覚めたDennisは、麻痺した脚を外骨格の中に入れます。ベッド脇のテーブルには、メーカーLiviuの神経インターフェース（タイプ：アルファ）が置かれており、脳の信号を外骨格内のコンピュータのためのデータに変換する。コンピュータはアルゴリズムを使って、このデータをバランスと動きを実現するための小さなモーターと小さなエンジンの指示に変換する。
数週間のトレーニングと調整で、デニスは外骨格をシームレスにコントロールできるようになった。まるで昔を思い出すような感覚だ。意識して歩こうと思わなくても、意思を持つだけで十分なのだ。小さなエンジンが回るのを感じると、右足は思い描いたとおりのスピードと距離で前に進む。
衝撃、不信、怒り、悲しみを乗り越えた彼は、今ではすっかり外骨格を使った歩行に慣れている。
3年前、デニスさんはオーストリアのインスブルックの病院でびっくりして目を覚ましました。スノーボードで休暇を過ごしていた彼は、突然ゲレンデの岩に激突し、悲劇的な結末を迎えてしまったのだ。第4頸椎から下が麻痺してしまったのだ。ショックと不信感、怒りと悲しみを乗り越えた彼は、今ではすっかり外骨格で歩くことに慣れたようだ。
マルチタスクも問題ない。お気に入りのコーヒーショップに向かう間、デニスは無意識に外骨格をコントロールしながら、著名なジャズミュージシャンのチェット・ベイカーを聴き、リヴィウから受け取ったオファーについても考えることができる。
デニスは最近、Liviuから新しいソフトウェアのアップデートについてのニュースレターを受け取りました。ショーン・ホワイト版は実に巧妙に作られているようだ。とはいえ、Dennisは疑問を持っています。もし外骨格がすべてのねじれを実行するなら、スノーボードで完璧に滑降することは、昔のような喜びと満足感を与えてくれるのでしょうか？
BCIシナリオ2：株式仲買人オリビア
Oliviaは地下鉄の階段を駆け上がり、持ち帰り用のコーヒーをこぼしそうになりました。彼女の自律型コーヒーマシンは、時間通りに正確に抽出を開始したため、彼女がアパートを出た瞬間に湯気の立った飲み物が出来上がっていた。彼女のコーヒーは、研究室で作られた合成コーヒーで、認知機能を高める成分が含まれています。このコーヒーのおかげで、彼女はより集中し、精神的なエネルギーを得て、記憶力を高めることができるのです。
オリビアによると、この合成コーヒーはオリジナルの飲み物よりもおいしく、より持続可能で安価なのだそうです。気候変動の影響で、コーヒー農園はほとんど残っていません。そのため、豆から作る従来のコーヒーはより高価です。
オリビアはオフィスに到着する。彼女が働くアクシオン・キャピタルは、大規模な年金基金や裕福な個人投資家の資産を運用する会社である。オリヴィアの職場は、人間と機械が組み合わさっているため、完全なアルゴリズムトレーダーとは一線を画している。
ヘッドバンドは、仕事中の彼女の認知・感情状態を分析します。
リヴィウ（タイプ：ベータ）のヘッドバンドを頭に装着する。ヘッドバンドは、作業中の彼女の認知・感情状態を分析する。その目的は、人間のバイアスを認識し、それに応じてオリヴィアが株式市場で意図する行動を自動的に調整すると同時に、人間の直感の利点を利用することである。
しかし、ベータは、アルファのような他のタイプよりもさらに進んでいる。ヘッドバンドは、オリヴィアがどの程度集中しているかを判断することができる。彼女の認知状態がある値より下がると、微弱な電気パルスが彼女の額から耳のすぐ後ろまで伝わります。"Qzzzz!" まるで4倍のエスプレッソを注入されたような感覚です。
オリビアは毎朝、数時間仕事をした後、この集中力を高めている。おそらく、朝のコーヒーの効果が薄れ始める瞬間だからだろう。ニューヨーク証券取引所は毎日午前11時ちょうどに開くので、このタイミングは完璧だ。
オリビアは頭蓋骨のあたりが少しピリピリするのを感じるが、今回は違う感じだ。下腹部に落ち着かない感じがするのだ。いつもなら、今度は脈の強さが弱まるはずだ。おかしいな」。
パソコンの画面を見ると、赤い光に加え、ヘッドバンドの青い光も点滅している。これは、何かがおかしいということだ。
周囲を見回す。たくさんの噂がある。オリビアは、同僚全員のヘッドバンドに、青と赤のライトが一緒に点滅しているのを見ます。彼らは互いに顔を見合わせ、困惑し、心配している。まず静寂が訪れ、次に大きな叫び声が聞こえます。
BCIシナリオ3：戦闘機パイロット、アリソン
アリソンは話を聞いたことがある。オーストリアのウィンタースポーツの休暇で意気投合した男が、数年後に脊髄を損傷し、今は初期バージョンのリヴィウで外骨格を動かしていることを知った。
彼女はまた、仮想現実の戦闘シミュレーションと身体トレーニングの両方で、ベータ型を使って訓練している。ベータ型の使用は、瞬時に集中力が得られるという点で、異様であった。集中力が高まるのを、必要な瞬間の数秒前に感じることがある。まるでシステムが、彼女自身の生物学的皮質よりも速く反応し、予測することができるかのように。
Liviuの最新作は、de neural interfaceタイプのFoxtrotです。"フォックストロット "は、リヴィウが特別な施設で開発したものです。このバージョンについては、彼らの最高のエンジニア以外、誰も知らない」と、彼女の個人的な空軍技術者であるペドロは言う。アリソンと他のジェットパイロットは、自分たちの能力を向上させるテクノロジーにはすでに慣れていますが、これは次のレベルです。
「人間、飛行機、そしてそれをサポートするドローン群との完全な統合です」。アリソンは、人工知能や戦争の専門家からその理論を聞いて知っている。空戦では完全自動化されたドローンの群れが主流です。しかし、人間の要素が加わることで、予測不可能な感情や驚きを持つ人間のために、敵対的なアルゴリズムが空戦で機動することが難しくなるのです。
アリソンは、自分のアイデンティティへの代償を自覚している。リヴィウ・フォックストロットは、最高品質の脳信号を拾うために、チップを介して彼女の脳に直接挿入される必要がある。彼女は手術のことは心配していない。彼女の心配は別のところにある。彼女の雇い主である企業や軍隊のハードウェアを脳に入れても、彼女はアリソンになれるのだろうか？
自分の思考でドローンをコントロールするスウォームモジュールは、さらに強力だ。
しかし、彼女はその気持ちを押し殺すことができる。フォックストロットのエクスタシーがそれを解決してくれる。彼女は以前から飛行機との一体感を感じていましたが、インプラントでは文字通りそうなっています。翼の振動が彼女の神経系を直接打つ。鳥のように飛ぶというのはこういうことなのだと、彼女は自分自身に言い聞かせる。
そして、自分の思考でドローンをコントロールするスウォームモジュールは、さらに強力です。まるで彼女の思考と意図が、機内を飛び回る12機のドローンにリンクしているかのようだ。
アリソンの耳に、同僚のイーサンが近づいてくる音が聞こえる。彼は彼女の左側30メートルを飛行している。彼のAugmented Reality（拡張現実）メガネ--メガネに映し出された視覚情報を見ることによって、彼は透明なメガネに切り替わる。二人は顔を見合わせ、彼は頷く。距離が離れているにもかかわらず、彼の表情から、彼も緊張していることがわかる。
司令官が合図を送る。"ハイブモジュール起動" その言葉を聞いたとき、彼女はこみ上げてくるものがあった。バーチャルリアリティの中で、彼らはすでに多くの訓練を積んでいる。今、ネバダの砂漠の上空8キロで、彼女はイーサンと融合している。イーサンの考え、配慮、意図を感じることができ、スリリングだ。2機の戦闘機、2機のドローン群、そしてつながった2つの頭脳が1つの存在となる。
15分間はあっという間だ。アリソンとイーサンは、手順に沿って接続を解除する。アリソンは、これはおかしいと思い、イーサンも同じことに気づいていることに気づきました。彼女はモジュールを停止させるためのボタンを押した。何もない。彼女は音声コマンドで「ハイブモジュールのペアリングを解除してください」と試みます。彼女はイーサンも同じように試していることを感じている。まだ何もない。無線で基地局に連絡。反応なし。心拍数上昇。イーサンが少しパニックになっているのがわかる。
そして、彼らはもう一人ではないと感じる。第3の脳がハイブに存在する。それは見慣れたものではなく、アメリカ人でもなく、もしかしたら人間ですらなく、一種の人工知能のようなものです。"これは誰？" 彼女はこの質問をイーサンともうひとつの存在に思いとして送る。何もない。それは奇妙なことだ。
第3の脳は力を増している。ゆっくりと無人機、戦闘機、そしてアリソンの思考を支配しているようだ。彼女は悲鳴を上げる。アリソンはイーサンに目をやり、彼の目にパニックがあるのも見る。これは本当にまずい。
BR41N.IOハッカソンの一環として開催された「The g.tec Brain-Computer Interface展」の様子。
2017年にオーストリアで開催されたBR41N.IOハッカソンでの「g.tec Brain-Computer Interface」の展示の様子。©
アルスエレクトロニカ / Flickr
BCIがもたらすインパクト
説明した3つのシナリオでは、BCIのさまざまな用途が浮かび上がります。デニスは医療文脈の中で、外骨格を制御するために使用しています。オリヴィアはさらに一歩進んでいる。彼女のLiviu Betaは、彼女の脳データを分析するだけでなく、脳も刺激する。オリヴィアやアリソンの話のように、脳を刺激するだけでなく、読み取ることを双方向BCIという。Dennisのニューラル・インターフェースは、彼の脳信号を読み取るだけなので、一方向性である。最後に、アリソンは自分のシステムを使って飛行機を操縦し、他のパイロットと思考を融合させる。
この3つの物語では、用途の違いだけでなく、BCIの使用におけるあらゆる種類のジレンマが浮き彫りにされています。デニスの場合、テクノロジーは彼の生活の質を劇的に向上させたと思われる。しかし、スノーボードモジュールに関しては、彼の消極的な姿勢も目立ちます。外骨格がすべての動きを行う斜面での完璧な滑降は、自分で学習して行うのと同じ達成感を得られるのだろうか？
オリヴィアの場合、雇用主が従業員の脳データにアクセスすることが望ましいかどうかが問題になる。彼女の会社では、生産性を最適化するためにこの技術を利用しています。BCIを使う人の内発的なモチベーションや自尊心はどうなるのだろうか。
さらに、物語の終盤では、ハッカーがオリヴィアたちのシステムに侵入する。特に、ヘッドバンドが電気や磁気パルスで脳を刺激することもできる場合、このようなシステムの安全性の程度について重要な疑問が生じます。
あるアーティストは、精巧なブレイン・コンピューター・インターフェイス（BCI）システムを使い、最新技術によって脳でハイテクロボットを制御しています。
2017年にオーストリアで開催されたアルスエレクトロニカ・フェスティバルで、ハイテクロボットを脳で制御する精巧なブレイン・コンピューター・インターフェイス（BCI）システムを使用するアーティスト。© Ars Electronica / Flickr
アリソンの話は最も遠大なものだが、奇想天外なものではない。
アメリカの国防高等研究計画局（DARPA）のプログラムに、「Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology（N3）」というものがある。
このプログラムの目的は、脳の活動を分析し、信号を返すことができる非侵襲的なBCIを開発することです。N3プログラムのプロジェクトのひとつは、パイロットが自分の思考を使って（人工知能に支えられた）ドローンの群れを制御し、信号を受信する方法に焦点をあてている。兵士たちは、ジェット機のパイロットが互いに助け合い、援護を行うことになぞらえて、この概念を「忠実なウィングマン」と呼んでいます。
アリソンの物語では、脳にチップを埋め込む意思があるかどうか尋ねられます。これは、所有権とアイデンティティに関する問題を提起している。チップはすぐにアリソンの一部となるのでしょうか？そのチップは、使われなくなったらどうなるのだろう？このような手術は、近い将来、軍事組織のある部分への参加資格の要件となるのでしょうか？チップは彼女の人格を変えるのでしょうか？このようなインプラントを持つ人々は、物語の中で起こるように、ハッキングされることもあるのでしょうか？
デニス、オリビア、アリソンの物語は、将来のBCIの非常識な可能性を示している。ある特殊な職業では、人間の能力を拡張・増強するため、BCIの使用は避けられないようです。しかし、なによりも多くの疑問を投げかけているのです。
2018年に開催されたアルス・エレクトロニカ・フェスティバルでブレイン・コンピューター・インターフェースを使用するオーストリアの消防隊。© Ars Electronica / Flickr
患者、従業員、兵士、企業、国は、BCIの可能性をどこまで引き出そうとしているのだろうか。多くの道徳的、政治的、哲学的な問題が、まずもっと綿密に検討されるべきだろう。
これらの問題は、すでに一部の研究機関で議論されています。2019年、経済協力開発機構（OECD）は、ブレイン・コンピュータ・インターフェイスを取り巻く大きなリスクがあることを強調した。この警告は、2021年にユネスコ生命倫理委員会が、ニューロテクノロジーに関する法律はほとんど存在しないとする報告書で追認されました。
とはいえ、この分野ではまだまだ各国の取り組みが不十分です。現在、チリは適切な法整備を率先して行っています。2020年、チリ議会はニューロの権利を確立するための法律を可決しました[4]。この法律の目的は、個人の脳データに臓器と同じ地位を与え、売買、人身売買、操作をできないようにすることです。
適切な法律制定は、この技術を賢く使うための重要な要素のひとつに過ぎません。BCIメーカーもまた、ユーザーを保護する必要がある。特に、人の思考、感情、感覚、生物学的な脳など、貴重で無形のものに関しては、なおさらである。
最後に、将来のユーザー、従業員、雇用主は、ハッカーの存在の増大など、この技術のさらなる発展において起こりうるさまざまな課題を認識しておく必要があります。Dennis、Olivia、Alisonの物語が、このような意識付けに貢献することを願っています。
1. Brain Machine Interface（BMI）もよく使われる言葉です。1973年、コンピュータ科学者のジャック・ヴィダルが「生物物理学と生体工学の年報」に掲載した論文「脳とコンピュータの直接コミュニケーションに向けて」で、初めてBCIという用語を使った。ジャック・ヴィダル、「脳とコンピュータの直接コミュニケーションに向けて」、『生物物理学と生物工学の年報』、1973年。著者であるSchalkとAllisonは、Neuromodulationという本への寄稿で、ブレインコンピュータインターフェース（BCI）の定義をこのように示しています。"BCIとは、中枢神経系の活動を測定し、それを代替、回復、補完、強化する人工的な出力に変換し、それによって神経系とその外部または内部環境との間の進行中の相互作用を変化させるシステムである。" ガーウィン・シャルク、ブレンダン・Z・アリソン、「非侵襲的ブレイン・コンピュータ・インターフェイス」、in: Elliot Krames, P. Hunter Peckham, Ali Rezai, Neuromodulation, Cambridge (MA): AcademicPress, 2nd edition, 2018.
2. オランダのUMC Utrechtでは、Nick Ramsey教授のUtrecht Neuroprosthesis研究グループがこの方式を採用しています。
3. ニューラリンク社では、この方法をさらに発展させ、極細の針とロボット外科医で挿入しています。
4. 「ニューロテクノロジーの倫理的問題に関するユネスコ国際生命倫理委員会（IBC）の報告書」国際生命倫理委員会、2021年。
著者: ピーター・ヨーステン
未来学者・バイオハッカー
ピーター・ヨーステン（1984年生まれ）は、未来学者、バイオハッカー、基調講演者です。基調講演やブログ、YouTubeチャンネルで、人間の拡張とトランスヒューマニズム技術の影響について調査している。アイントホーフェン工科大学客員講師（Human Technology Interaction修士）、Next Nature Academyアソシエイト（テーマ：ヒューマンエンハンスメント）。
参考動画
1 脳IT ブレインテック ブレインマシンインターフェイスBMI 、NHK「イエナガ超定義」
9分30秒からバトル技術開発の説明。
2 脳科学と生物学の進歩でパッカブルアニマルとなった人間。もはや生物とはアルゴリズムである。生命誕生以来の生物の進化を超えて人間が自由に生命をデザインする時代。
データを所有するものは全てを所有する。一体何者がそうなるのか？
参考記事
1. チリでは現在、ミュータントや遺伝子改変者のための法律が制定されています。同国には神経に関わる諸権利法も存在するが、それに加えてかなり特殊な法律である。
2. DARPAの次世代非外科的神経技術（N3）プログラムの目標の1つは、「非侵襲性または低侵襲性の脳コンピュータインターフェース」を使用して、脳に直接「読み書き」することです。
DARPAの指導者たちは、BMIの医学的利用と、人間の思考や動きさえも「誘導」してほぼ完全にコントロールするための利用とを、"区別して考えていない"ことを明確にしている。
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