ニューロテック入門_公開用

自己紹介 PROFILE 大隈 玲志 Reiji OHKUMA 01 AFFILIATION 京都大学 大学院医学研究科 附属高次脳機能総合研究センター 教育脳科学講座（寄附） 特定助教 配布用のため削除 早稲田大学 人間科学学術院 客員次席研究員 02 MAIN THEME 人間はどのように考えているのか？ それを向上させるためには？ ? 03 RECENT 真珠の耳飾りの 少女の鑑賞 2

思っただけでパソコンを操作する (ChatGPT Imagesにて作成) 3

SFで描かれるニューロテック 配布用のため削除 配布用のため削除 ファンネル(遠隔武器)操作 電脳化(脳とインターネトを繋ぐ) 配布用のため削除 ナーヴギア(フルダイブ型VRマシン) 『機動戦士ガンダム 逆襲のシャア』(1988)©創通・サンライズ 『GHOST IN THE SHELL / 攻殻機動隊』(1995)、©1995 士郎 正宗/講談社・バンダイビジュアル・MANGA ENTERTAINMENT 『ソードアート・オンライン』（2012）、©川原 礫 ／アスキー・メディアワークス／SAO Project 配布用のため削除 配布用のため削除 サイマティックスキャン(ストレス数値化) インターフェースヘッドセット DCミニ(夢の共有、精神療法) 『新世紀エヴァンゲリオン』(1995)、©カラー／Project Eva. 『パプリカ』（2006）、© 2006 MADHOUSE / Sony Pictures Entertainment (Japan) Inc. 『PSYCHO-PASS サイコパス』(2012)、 ©サイコパス製作委員会 配布用のため削除 4

脳 -Brain- 5

脳が活動する 神経活動 (活動電位・シナプス伝達) ミリ秒~数十ミリ秒 酸素・エネルギー 需要増加 約0.1~1秒後 血管拡張 脳血流量増加 約1~2秒後 局所脳血流量 の増加 約4~6秒後 脳の場所ごとに、担う機能が異なる (機能局在) (ChatGPT Imagesにて作成) 6

非侵襲な脳の計測 脳を傷つけない 装着型 導入・計測 が容易 大型設備 専用設備が 必要 電機・磁気信号を測定 血流変化を測定 ミリ単位秒の反応を取得 数秒単位の反応を取得 EEG 脳波計 fNIRS 神経細胞集団の電気活動の 総和を観察 血液中の酸素化Hbと 脱酸素化Hbを近赤外光で測定 MEG 脳磁図 fMRI 神経細胞の電気活動に伴って 生じる磁場を観察 血液中の水分子を強い磁場で 傾けて測定(MRI) 機能的近赤外分光法 機能的磁気共鳴画像 7

脳波計 (EEG: Electroencephalography) • 脳の神経活動に伴って生じる微弱な電気信号を、頭皮に取り付けた電極で測定 • 目的に合わせて、測定位置、計測電極数を決定する MindWave Mobile (NeuroSky) Muse (InteraXon) 1~2 チャンネル 数万円 一般消費者向け 測定位置、用途に制限 Polymate Mini (ミユキ技研) OpenBCI (OpenBCI) X.on Quick-30 (Brain Products) (Cognionics) 6~8 チャンネル 数十万円 Smarting Pro (mbt) Active Two (Biosemi) 30, 64, 128 チャンネル 数百万円 研究用機器 装着が大変 8

脳波の特徴 自発脳波 誘発脳波 なにもしていない時でも脳から常に観測される 連続的、周期的な電気的な活動 音や光などの外部刺激に同期して生じ、刺激強度や 注意・情動などの内的要因に応じて変化する脳の 電気的活動 刺激 脳波信号 数学的に 分解 小さい信号のため、 複数回提示し 重ね合わせる必要がある 刺激からピークが来る までを潜時という 代表的なもの • アルファ波：安静・閉眼時に優位 (リラックス状態の指標の一つ) • ベータ波：注意集中・知的活動時にみられる 代表的なもの • 視覚誘発電位、聴覚誘発電位 • N170：顔や物体の視覚刺激に対する反応 • P300：注意を引く刺激への認知的応答 9

脳波から何がわかるのか(2026年時点) 推定対象と指標 解釈の限界 リラックス状態 (31本の論文) 脳波 アルファ波の強度が 程度を反映する可能性 ストレスレベル (42本の論文) 事象関連電位が 反映する可能性 感情の喚起 (61本の論文) 喚起を示す指標 計測位置による 科学的根拠は 十分ではない 感情の種類は 区別できない 10 出典：『ブレイン・テック エビデンスブック』v2.4 (2026), CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

• https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

脳・生理指標からわかること 本人に聞かなくても、緊張・覚醒などの心身状態を推定可能 (ChatGPT Imagesにて作成) 11

ニューロテック • 脳の神経細胞(Neuron)と技術(Technology)を組み合わせた造語 • ブレインテック (脳(Brain) + 技術(Technology)), BMI (Brain machine interface), BCI (Brain computer interface)とも 出典：『ブレイン・テック ガイドブック』v1.3 (2023), CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 12

• https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

ニューロテックの例 • BMI (ゲームでアバター操作に) Sensorimotor Rhythm ・C3 / C4 9.5 - 12.5Hz ・運動イメージによって 事象関連脱同期(ERD) https://youtu.be/cO9zqplQ8Ng?si=1TwFDF6Z4f5tSjGy&t=205 基礎研究 (SMR based BCI) エンタメへ応用 • ニューロフィードバック (瞑想・集中の評価に) ※本スライドはニューロテックの活用事例を紹介するものであり、 その効果や安全性を保証するものではありません。 https://choosemuse.com/ https://newswitch.jp/image/17808 13

• https://youtu.be/cO9zqplQ8Ng?si=1TwFDF6Z4f5tSjGy&t=205
• https://choosemuse.com/
• https://newswitch.jp/image/17808

ニューロフィードバックの効果と限界 対象 運動能力 (13本の論文) 効果・観察された変化 7日以上の訓練 どの能力にどの程度 効果があるかは不明 向上の可能性 睡眠の質 ？ 効果は不明 注意力 向上の可能性 (4本の論文) 条件・限界 研究数が少ない 他の注意訓練法より 効果が高いかは不明 (15本の論文) 記憶力 (24本の論文) 訓練当日 翌日 18～59歳を対象 短期記憶・陳述記憶が向上 14 出典：『ブレイン・テック エビデンスブック』v2.4 (2026), CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

• https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

ニューロテック・ブレインテックの将来性 • 今後より多様な分野で活用が見込まれる • 診断、治療、支援・リハビリテーション、予防 • コミュニケーション・機器操作、研究 • 能力拡張・機能強化、健康維持・ウェルネス (OECD(2026)の用途分類をもとに日本語訳・整理) • 市場規模は広がる予測 2025年 2026年 2030年 2035年 173億ドル 198億ドル 336億ドル 590億ドル The Business Research Company（2026年9月） 15

日本のニューロテック企業 • NeU • 東北大学の知見✕日立の技術による脳科学ベンチャー • ポータブルfNIRSを開発 • ニューロマーケティングを実施 • (e.g.吉野家の朝定食が脳活動と自律神経を活性化する効果を検証‐日本栄養・食糧学会 誌に研究論文が掲載‐) • VIE • 脳波を測定できるイヤホンと、集中/リラックス・睡眠向けの音楽アプリを提供 • e.g. 紅葉の鎌倉・建長寺にて開催する「VIE presents ZEN NIGHT KAMAKURA」 でエクスプレス予約・スマートＥＸ会員限定の特別観覧席プランを販売開始 • GOODBRAIN • GoodBrainアプリで集中・リラックス状態を可視化 • 海外製の脳波ヘッドバンドも国内販売 16

• https://neu-brains.co.jp/
• https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000431.000019432.html
• https://www.viestyle.co.jp/
• https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000093.000067474.html
• https://goodbrain.jp/

ニューロテックの信頼性 • ニューロテック製品の有効性や安全性は、十分に検証されていないものが多い • あくまでも販売者がWebサイトや製品カタログで一方的にアピールしている 一般向けに販売されているニューロテック製品の分野と標榜している効果 出典：『ブレイン・テック ガイドブック』v1.3 (2023), CC BY 4.0, https://brains.link/braintech_guidebook 17

• https://brains.link/braintech_guidebook

ニューロテックを実現するまで 企画 製品仕様の検討 製作・試作 製品の安全性とユーザー保護のための仕組み構築 適切な試験の準備 試験の設計と倫理審査 安全性や有効性 の検証 品質保証 適切な試験が必要 試験の実施と結果の公表 第三者機関による審査と品質保証する システムの構築 法規やガイドライン への対応 参考：『ブレイン・テック ガイドブック』 v2.1 (2024), CC BY 4.0, https://brains.link/braintech_guidebook AIの発展により 企画⇄試作が高速化 法規やガイドラインに準拠した製造・ 販売方法の確立 消費者保護・ サポート 消費者に配慮した情報開示と 消費者サポートシステムの構築 18

• https://brains.link/braintech_guidebook

参考書籍 MATLABで学ぶ生体信号処理 小野弓絵 コロナ社 脳波解析入門 開一夫・金山範明 東京大学出版会 19

ブレイン・テック ガイドブック エビデンスブック ブレイン・テックのいまを知ろう ブレイン・テックエビデンスブック 責任ある製品開発の手引き https://brains.link/braintech_guidebook 20

• https://brains.link/braintech_guidebook

Web記事・論文 • 脳科学辞典 • https://bsd.neuroinf.jp/wiki/%E8%84%B3%E6%B3%A2 • Wikipedia • https://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography • ミユキ技研 • https://www.miyuki-net.co.jp/jp/web_seminar/EegAnalysisWithoutFormulas/ • https://www.miyuki-net.co.jp/jp/web_seminar/eegProgress/ • https://www.miyuki-net.co.jp/jp/web_seminar/solveBrainfunc/ • アラヤ ブレイン・テックガイドブック/エビデンスブック • https://brains.link/braintech_guidebook • 脳を測る (宮内, 2013) • https://www.jstage.jst.go.jp/article/sjpr/56/3/56_414/_article/-char/ja • 非侵襲生体信号の処理と解析-1-脳波の計測と信号処理 (田中, 2018) • https://www.jstage.jst.go.jp/article/isciesci/62/2/62_76/_pdf/-char/ja • 脳波の基礎知識 (人見, 2014) • https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscn/42/6/42_365/_pdf 21

• https://bsd.neuroinf.jp/wiki/脳波
• https://en.wikipedia.org/wiki/Electroencephalography
• https://www.miyuki-net.co.jp/jp/web_seminar/solveBrainfunc/
• https://brains.link/braintech_guidebook
• https://www.jstage.jst.go.jp/article/sjpr/56/3/56_414/_article/-char/ja
• https://www.jstage.jst.go.jp/article/isciesci/62/2/62_76/_pdf/-char/ja
• https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscn/42/6/42_365/_pdf

おわりに 脳・生体信号の計測は、人の状態を理解する手がかりになる AIの発展により、ニューロテックの開発は身近になりつつある 社会実装には、有効性・安全性の検証と倫理的配慮が不可欠 SFで描かれた未来を現実に！ 22