生理学研究所(NIPS)の渡辺秀典 研究員、西村幸男 准教授らの研究チームは、脳表面でとらえた硬膜下皮質表面電位(Electrocorticogram:ECoG)という電気活動から、脳の内部の神経活動をより正確に推定することに成功したことを発表した。同研究はATR脳情報研究所、東京大学との共同研究として行われ、成果は米国神経科学専門誌「Journal of Neural Engineering」電子版に掲載された。

これまで脳の神経活動を知るには、脳波計のように脳の表面の電気活動を測るか、fMRI(機能的核磁気共鳴法)のように脳の表面近くの血流を測ることしかできなかったため、脳内部の神経活動を知るには、脳の中に電極を刺していくなどの方法しかなく、脳に傷をつけてしまうこともあった。

今回、研究チームは、サルが腕を動かしているときの脳(運動野)の神経活動を、東京大学の鈴木隆文講師が開発したECoG電極を用いて、脳表面の32カ所(1mm間隔)から同時計測した電気信号から脳内部(脳表面下0.2mmから3.2mm)の神経活動を高い精度で推定することに成功した。

この際、神経活動の推定にはATR脳情報解析研究所の佐藤雅昭所長が開発した計算手法(Sparse linear regression algorithm)を用いて実施。これにより、脳の中に電極を刺し込まなくても、脳の表面から脳の内部の神経の活動を高い精度で知ることができるようになったという。

なお、研究チームでは今回の成果を受けて、脳の中の神経活動を脳に電極を刺さずに知ることができれば、脳に優しい低侵襲なブレイン・マシン・インタフェースの開発につながることが期待できるとコメントしている。

脳表面の電気記録(ECoG)から脳内部の神経活動を推定。脳表面に1mm間隔で配置した32カ所の電極による硬膜下皮質表面電位(Electrocorticogram :ECoG)から、脳内部の神経細胞(脳表面下0.2mmから3.2mm)の電気活動を高い精度で推定することに成功。実記録と推定値もほぼ一致したという