2019年の神経科学関連のトップ3ストーリー

神経科学は他のどの科学分野よりも速いペースで進歩を遂げており、2019年を通して多くの出来事がありました。ここでは、私たちが何者であるか、あるいは何者になる可能性があるかという先入観に疑問を投げかける、真に驚くべき神経科学研究分野を3つご紹介します。.

ネアンデルタール人の脳の転生

まさに今この瞬間にも、マックス・プランク 進化人類学研究所 は、ネアンデルタール人のDNAの複数のバージョンを遺伝子的に移植した「ミニチュア脳」を文字通り構築している。CRISPRとして知られるボトムアップ型の未来的なバイオテクノロジーを用いて 、これらのレンズ豆サイズの ミニ脳 には、幹細胞から培養された生きたニューロンのクラスターが含まれ、実際の脳活動を行うことになる。

これらはコミュニケーションのような複雑な行動には関与しないほど小さいものですが、ネアンデルタール人が持っていたかもしれない基本的な脳活動の違いを明らかにすることが期待されています。このように、遺伝学は神経科学にとって一種の歴史的な望遠鏡を提供し、古代の脳の働きを覗き見ることを可能にしています。これらすべては、数万年もの間骨片に保存されていたDNAから得られるのです。.

もしこれがペトリ皿の中の数個の細胞のような単純なものだと思っているなら…考え直してください。ドイツの研究者たちは、ネアンデルタール人のミニ脳をロボットに接続し、行動出力を観察する計画を立てています。未来のSF映画の筋書きよりもさらに野心的な計画ですが、もし成功すれば、今後数年で何が実現可能になるのか、想像するだけでも驚嘆に値します。ネアンデルタール人のロボット家政婦なんて、どうでしょう？

ゾンビピッグ

神経科学者が直面する最大の課題の一つは、生きた脳を研究することが非常に難しいことです。たとえ死後間もない脳であっても、ニューロンは死後数時間で急速に分解し、文字通り崩壊してしまいます。この課題に取り組むため、イェール大学の熱心な神経科学者たちは、 BrainEx。このハイテクなサポートシステムは、死後も髪の毛や爪が成長し続けるように、脳細胞を生き続けさせるように設計されています。

研究者たちはこの技術を検証するため、BrainExを用いて、死後4時間経過した豚の脳のシナプス活動と循環を回復させました。脳は豚から摘出され、独自の保護剤、安定剤、造影剤の混合物を用いた人工血液供給によって蘇生されました。これは、細胞および分子機能の破壊が始まる直前に行われました。下の画像は、死後10時間経過した豚の脳（左）と、蘇生した豚の脳の細胞（右）の違いを示しています。.

いよいよゾンビのパートです。ニューロンは生きていて活動を続けていたものの、脳回路には高次の機能活動が見られませんでした。つまり、生と死が同時に存在していたのです。フランケンシュタインのようなフィクションからノンフィクションへのこの転換は、神経科学がいかにして大きな倫理的問題を哲学的なものから実践的なものへと変化させることができるかを示しています。.

このバイオテクノロジーはゾンビピッグに限ったものではなく、原理的にはあらゆる哺乳類の脳に応用可能です…人間も例外ではありません！この画期的な発見は、人間の心の仕組みに関する実用的な知識を大きく向上させる可能性を秘めています。同時に、死者を蘇らせるという点にも、不気味なほど近づいているようにも見えます。.

音声テレパシー

さらに刺激的なことに、2019年には脳活動を合成音声に変換できるコンピューターシステムも開発されました。このシステムは、電気生理学的活動を通して神経インパルスを解析し、発話に関わる筋肉の動きを解読することで機能します。 実験 校で行われた カリフォルニア大学サンフランシスコ 、プロトタイプ版はゆっくりと話せば、筋肉の神経信号を通して言語を解釈できることが示されました。

研究者たちは、このバイオテクノロジーを 自然な話し方の速度。とはいえ、脳信号のみを測定していることを考えると、すでに非常に注目すべき成果と言えるだろう。以下は、話者の体性感覚皮質からの脳活動パターンが声道の動きに解読され、それが言語として解釈される様子を示す動画である。

これまで多くの科学者がこの課題の解決に試みてきましたが、失敗に終わりました。これらの研究者たちは、声道のシミュレーションを構築するための人工知能モデルを作成するという斬新なアプローチを採用しました。このAIは、音声実験データのライブラリから自己学習を行い、ニューラルネットワークを訓練して、発声動作から言語を解読できるようにしました。これらの開発は、研究目的のコンピュータプログラムで人間の生物学的特性をシミュレーションする上で重要な一歩となる可能性があります。.

医学的な観点から見ると、脳卒中や麻痺といった喉や神経系の疾患を持つ患者の多くは、発話能力を完全に失う可能性があります。この神経技術をスマートフォンと組み合わせることで、声を失った人々は、話すことを考えるだけで、日常的にリアルタイムで普通に話すことができるようになるかもしれません。.

しかし、このシミュレートされた音声は脳活動のごく一部を読み取るだけで済み、音声は事実上あらゆるコンピューターに送信できるため、スマートフォンとヘッドフォンがあれば、誰でも静かに、そして秘密裏に誰とでもコミュニケーションをとることができる可能性があります。このシステムは双方向通信が可能であるため、人間のテレパシーに対する文字通りのニューロテクノロジーによるソリューションとなります。可能性は無限大です。.

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