人工知能の力で人間の脳を解き放つ

「クラウドは医療と神経科学に革命をもたらし、患者データ、患者の健康記録、画像処理を扱うための非常に優れたサービスが数多く登場しました」

人間の脳の働きほど大きな謎は世界にほとんどありません。

神経外科医にとって、脳は物理組織と電気インパルスが複雑に絡み合っています。理解は難しく、何か問題が発生した場合は修正するのがさらに困難です。

しかし現在、オーストラリアのスタートアップは、革新的な脳マッピング技術を使用して、この最も複雑な人間の臓器を脳神経外科医がナビゲートできるようクラウドを利用しています。

Omniscient Neurotechnology は、著名な神経科学者であり脳神経外科医でもある Stephane Doyen 博士と Michael Sughrue 博士によって発案されました。

キャリアを通じて、脳卒中やメンタルヘルスの問題などの一般的な病気の治療法が限られているという課題にしばしば直面し、これらの病気やその他の病気に神経レベルで取り組む新しい方法を見つけることを決心しました。

「脳は複雑な電気コンピューターであり、現在の画像処理では電気情報を取りこぼしています。外科医にとっては、意図しないものを切ってしまうという大きなリスクがあります」と Doyen 博士は言います。

Doyen 博士は、脳が情報を処理する方法に魅了されていると言います。そこで、20 年前、彼はデータ主導型の脳分析アプローチの研究を始めました。しかし、当時のデータ処理技術では、人間の脳の非常に複雑な処理には対応できないことに気付きました。

この課題を克服したいという願望から、彼はこのデータ処理の課題に対する潜在的な解決策として、人工知能 (AI) という新興分野を探求するようになりました。

「私は AI の仕事をたくさんしていて、給料も高く、楽しんでいましたが、私の神経科学への愛は背景にありました」と Doyen 博士は言います。

彼がフラストレーションを共有していた Sughrue 博士と連絡を取ったのは 2018 年のことでした。

2 人はすぐに経験を組み合わせ、コネクトミクスの研究を始めました。コネクトミクスは、コンピューターで生成された脳の機能的および構造的接続のマップを構築および分析するためのデータ主導型アプローチです。

Amazon Web Services (AWS) の計算能力を利用して、MRI 脳スキャンのデータを人間の脳の電気的活動の3次元 (3D) マップに変換する方法を開発しました。

その結果、手術計画ツールである Quicktome が誕生しました。これは、各患者に固有のコネクトームと呼ばれる脳活動の詳細なマップを神経外科医に提供するものです。

これによって外科医は、特に外科的介入を伴う治療において、健康な脳機能に害を与えないような治療計画を立てることができるようになります。

Doyen 博士が、Quicktome が脳腫瘍の患者を治療する際にどのように機能するかを説明します。

「私たちは、外科医が何をしているのかを知り、より良い決定を下せるように支援します。患者は MRI スキャンを受け、私たちは患者の脳の画像を撮影してクラウドに送り、そこで詳細なマップを作成します。腫瘍を見て何ができるかを調べ、その脳マップを取り込んで手術の計画を立てます。脳の主要な構造と、医師が取れるアプローチが明確になります」と Doyen 博士は言います。

Doyen 博士と Sughrue 博士は、現在世界中で 150 人以上の従業員を雇用する会社を設立し、ニューヨークの Westchester Medical Centre など、世界有数の診療所や脳神経外科医と協力しています。

これを通じて、Omniscient Neurotechnology は、メンタルヘルスに関連するものを含め、さまざまな脳の状態や障害の新しい治療法への道を開いています。これは、脳の可塑性の原理に一部起因しています。脳の可塑性とは、外部からの影響によって脳がその構成を変化させる能力を指します。

「メンタルヘルスは大きな問題であり、毎年 5 人に 1 人が何らかの精神的問題を抱えています。Quicktome を使えば、メンタルヘルスの問題を確認して診断できるだけでなく、治療がどのように機能しているかをフォローアップすることもできます。脳を再構成して状態を改善するのにも使えます。その能力は非常に役立ちますし、脳を再構成することで薬を飲まなくても良くなるという話もあります」と Doyen 博士は言います。

Doyen 博士は、AWS との関係は、Omniscient Neurotechnology のブレインマッピング技術が必要とする計算能力を提供するためだけでなく、このような膨大な量のデータを処理するのに必要な複雑なアルゴリズムの開発を支援することの両方にとって重要であると述べています。

「クラウドは、患者データ、患者の健康記録、画像処理を扱うための優れたサービスを多数備えており、ヘルスケアと神経科学にとって革命的な役割を果たしてきました。このようなプロジェクトの多くは、ナビゲートし、文書化しなければならないすべての課題のために、医師の診察までたどり着きませんが、私たちはうまくいっています」と Doyen 博士は言います。

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