はじめに

脳情報通信技術というのは、脳から情報を取り出し、それを通信することにより、言語等にとらわれることなく、より自由な、よりスムーズなコミュニケーションを実現することを目指す未来の情報通信技術です（図１）。例えば、ガンダム、攻殻機動隊やマトリックスなどで描かれているような世界の実現を目指す技術といえます。しかし、脳情報通信技術に関する研究は始まったばかりですので、このような世界の実現はまだまだ先の話ではありますが、目指すイメージはつかんでいただけるのではないかと思います。 脳情報通信研究室では、脳情報通信技術の確立を目指して様々な角度から脳についての研究を行っています。

図1●脳情報通信技術の一例（図をクリックすると大きな図を表示します。）

脳情報を高精度に抽出する新しい手法

脳情報通信技術の実現のために、まず、はじめに確立するべき技術は、精度良く脳情報を取り出す技術です。そこで、精度良く、脳波から脳情報を抽出するために、私たちは、脳波に適した信号処理手法を構築するための統計的手法を開発しました。脳波の信号は揺らいでいることから、既存の手法では脳波から精度良く脳情報を抽出することができませんでした。そこで、これまでに私が行ってきた脳波における実験的研究及び数理モデル的研究の成果から得られた知見をもとに脳波に適した確率モデルを構築し、それを元にベイズの定理を利用して脳情報を抽出するという、既存の手法とは異なる統計的手法を構築しました。この手法の概要は図2に示すように、まず、脳波から観測ノイズを軽減しつつ、振幅、位相に分解し、さらに、そこから脳の状態変化を統計的に調べるというものです。これにより、既存の手法よりも、高精度で振幅、位相という脳情報を抽出できるようになり、さらには、これまで検出できなかった脳の状態変化も知ることができるようになりました。このように、既存の考え方や手法にとらわれることなく、新しい考え方や手法を生み出すことでこれまでよりも高精度に、さらにはこれまで抽出できなかった脳情報の抽出に成功し、脳情報通信技術の確立の基礎を築きました。

本研究により、精度良く脳情報を取り出すことが出来るようになりつつあります。しかし、この取り出した脳情報から、その人が何を思ったか、どう感じたか、どう考えているのか、といったその人の脳の状態に関する情報を取り出すためには、脳内の情報処理・情報通信メカニズムを解明する必要があります。脳科学的、工学的、医学的といった多角的なアプローチを利用して、取り出した脳情報から、脳の状態に関する情報を取り出し、脳情報通信技術の実現を目指しています。

図2●私たちが構築した統計的手法を用いた高精度脳情報抽出法の概要（図をクリックすると大きな図を表示します。）

脳情報通信融合研究のスタート

脳情報通信技術を確立するためには、前述のように、非常に様々な分野と融合する必要があります。現在、NICTでは、脳情報通信技術の確立を目指すために、これまでの脳科学に情報工学等の様々な分野を融合させた、脳情報通信融合研究をスタートさせました。この脳情報通信融合研究には4つの柱があります。この4つの柱とはこころとこころのコミュニケーションを脳機能から科学するHeart to Heart Science （HHS）、脳に学ぶ情報ネットワーク技術を創成するBrain-Function installed Information Network（BFI Network）、こころを機械につたえる技術を確立するBrain- Machine Interface（BMI）、そして、これらを支えるための脳計測技術を確立する計測基盤技術です（図3）。今回、紹介した研究成果は、この枠組みにおいては計測基盤技術に含まれるものであり、今後、これを利用することにより、HHS、BFI Network、BMI研究を加速し、脳情報通信技術の確立を目指したいと考えています。

また、脳情報通信技術ができてしまうと心が読まれてしまいそうで怖いと考えられる方も多くいらっしゃるかと思います。私たちは、何を伝えて何を伝えるべきではないかという倫理・安全面も研究と同時に検討しております。そのような倫理面への取り組みの1つが、NICTの研究者が委員として参加していた総務省における「脳とICTに関する懇談会」の最終取りまとめ（http://www.soumu.go.jp/main_content/000114261.pdf）にまとめられておりますので、ご参照いただけたらと思います。

図3●脳情報通信融合研究の概要（図をクリックすると大きな図を表示します。）

今後の展望

脳情報通信技術に関する研究は始まったばかりであり、まだまだ、実現には時間がかかります。しかし、中長期的な視点のもと、脳情報通信融合研究という新しい枠組みを利用して脳情報通信技術の確立を目指します。これにより、よりよいコミュニケーション手段をまずは、高齢者や体の不自由な方に提供し、将来的には、すべての方の生活に役立つものにしていきたいと考えています。

成瀬 康（なるせ やすし） 未来ICT研究所 脳情報通信研究室 主任研究員 大学院博士課程修了後、2007年、NICTに入所。以来、脳情報通信研究等に従事。博士（科学）。