■重さ3キロの世界で最も複雑な物質とは…
その重さはわずか3キロながら、既知の世界で最も複雑な物質であると言われている人間の脳。そのメカニズムの解明や再現、制御は、人類にとって永遠の研究テーマと言っても過言ではないだろう。科学技術の進歩によって脳に対する理解は着実に深まっており、脳と機械を接続して脳波データを集めたり、脳に刺激を与えるブレイン・マシン・インターフェース（BMI）、あるいはブレイン・コンピュータ・インターフェース（BCI）の技術研究が昨今のトレンドになっている。

■BCIで重要な役割担う「脳オルガノイド」
BCI研究の方向性の一つに、電極と細胞培養して作った脳に似た構造を持つ小さな組織体「脳オルガノイド」を用いる「電極上BCI」と呼ばれる技術がある。この脳オルガノイドが人間の脳、コンピューターのCPUとしての役割を担うのだが、この分野はまだ初歩的な段階にあり、オルガノイドの成熟度や栄養供給不足といった大きな問題を抱えてきた。

■「脳オルガノイド」の発達促す培養法を開発
天津大学医学院神経工学研究チームはこのほど、低強度の集束超音波が神経前駆細胞の増殖やニューロンの分化、皮質板の厚みの増加と明晰な分層化、シナプス構造や機能の成熟を顕著に促し、最終的に複雑かつ記憶・計算能力を持つ3次元ニューラルネットワークを構成し、電極上BCIにより優れたインテリジェント基盤をもたらし得ることを発見した。物理的な「場」によるヒト由来の脳オルガノイドの成長、発達への制御作用について分析した研究は今回が初めてだという。

■医療リハビリ分野に応用できる可能性も
実験では、ヒト由来の脳オルガノイドを免疫不全マウス（NOD scid）の一次感覚野に移植するとともに、電極上BCIの体内アプリケーションシステムを構築。低強度集束超音波や免疫蛍光技術、細胞系譜追跡、単一細胞RNA配列決定などの実験手法を組み合わせることで、マウスの脳組織内で脳オルガノイドの分化・成熟を促進できることが示された。さらに、低強度集束超音波が脳オルガノイドとマウスの脳組織との整合や相互作用、神経発達障害の再生修復を促すこともわかり、電極上BCIによる医療リハビリ分野への応用可能性も示された。

■一日も早い実用化を目指す
天津大学の研究チームはさらに、今回開発した電極上BCI体内アプリケーションシステムを使って、南方科技大学などとの共同で世界初となるオープンソースの電極上BCI知能複合体情報インタラクションシステムを開発。ロボットの障害物回避、追跡、把持などの無人制御タスクを司る「脳」の培養を実現した。研究チームは今後も引き続き重要課題の解決に向けた模索を続け、脳オルガノイドを用いた電極上BCIの一日も早い実用化を目指すという。

（出典：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1803524711704566582）

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