ケイシー・ハレル、脳インプラントで3800時間　自宅で独立通信を実現

47歳のケイシー・ハレルは、筋萎縮性側索硬化症（ALS）により聴き取れる発話と手足の運動能力を失った。神経変性疾患が届かなかったのは、運動皮質のシグナルだった。言葉を発しようとするとき、脳が今も生成するニューロン活動のパターンだ。外科的に左一次運動野に埋め込まれた4つのマイクロ電極アレイ（256皮質電極）がこのシグナルを読み取り、テキストとカーソル操作に変換する。ハレルはおよそ183,000文、200万語近くを、最大毎分56語の速度で伝えた。

この成果の重みは、どこで達成されたかにある。従来の脳-コンピューター・インターフェースは管理された研究環境で印象的な精度を達成していたが、セッションごとにキャリブレーションのため研究者の立ち会いを必要とした。ハレルはこのシステムを自宅で、ひとりで、ほぼ毎日、そのサポートなしに使用した。装置は3800時間稼働した。この数字は実験室テストの上限値ではない。2年近い日常的な自律的使用が積み重なった結果だ。

システムの仕組み

BrainGate2は二つの同時情報ストリームを解読する。一つ目は発話意図シグナルだ。ハレルが言葉を発しようとすると、左一次運動野のニューロンが、システムがテキストに変換できる特徴的なパターンを生成する。二つ目はカーソルシグナルで、解読された腕の動作意図が標準的なコンピューター操作を可能にする。

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解読アルゴリズムは最初のキャリブレーションセッションで学習される。一度学習すると、毎日の設定も電極が正常に記録しているかを確認する研究者も必要としない。12万5千語の語彙を用いた実験室テストでは、単語精度99パーセントを達成。日常の自宅使用では、ハレルは自分の発話の92パーセントを正確または概ね正確と評価した。

数値が示す意味

この種のシステムの従来の基準は、研究者立ち会いの管理環境で97パーセントの単語精度だった。今回の成果は両方の指標を同時に前進させた。精度はより高く、研究者は不要だ。

毎分56語のペースで、ハレルは最速の視線追跡式コミュニケーション機器のおよそ2倍の速度で意思疎通している。ALSは進行性の疾患で、症状が進むと残存する眼球運動さえ不安定になる可能性がある。皮質型BCIは、シグナルが筋肉に届く前に読み取ることで、この脆弱性を回避する。

「BCIはこれまで研究室における概念実証デバイスにとどまっていた」とUCデービスの神経外科医で共同主任研究者のデイビッド・ブランドマン氏は言う。「この研究は、われわれが一つの閾値を越えたかもしれないことを示している。麻痺のある人が自分の言葉で話す力を得たのだ」。

未解決の課題

BrainGate2試験は少数参加者の研究だ。ハレルの結果は、特定の期間における特定のインプラント構成を持つ一人の経験を反映している。論文は、疾患の進行に伴い神経シグナルの質がどう変化したかを報告しておらず、これは患者が安定したパフォーマンスをどれくらいの期間期待できるかを理解する上で重要な変数だ。

ハードウェアの植え込みには開頭手術が必要だ。この種の装置の完全無線・完全体内型バージョンはまだ臨床試験に達していない。外科的なアクセス、コスト、術後ケアの要件から、商業的に承認された製品でさえ、当初はALS患者全体のごく一部にしか届かないだろう。

よくある質問

ALSはなぜ発話に影響するのか？

ALSは脳から筋肉へシグナルを伝える運動ニューロンを破壊する。顔・舌・喉を制御する筋肉が弱まると発話が不明瞭になる。発話意図をコードする運動皮質のニューロンは疾患の後期まで保たれる。皮質型BCIはまさにその段階で、損傷した運動経路に到達する前にシグナルを捉えられる。

臨床試験外で利用できるのはいつか？

BrainGate2は治験段階の装置で、承認済み商業製品は存在しない。Nature Medicineへの掲載は重要な臨床上のマイルストーンだが、商業化の開始ではない。

BrainGate2は現在も参加者を募集中だ。次のフェーズではより大きなコホートで結果を再現し、ソフトウェア改善で毎分56語を超えられるかを検証する予定だ。

参考文献：Card et al., “Independent and accurate at-home use of a speech BCI by a participant with ALS”, Nature Medicine, 2026. DOI: 10.1038/s41591-026-04414-6

タグ: neuroscience, ALS, brain-computer interface, BrainGate, Casey Harrell, nature medicine

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