日本初創企業正在走近尚處於發展階段的腦科學領域。以測量大腦的血流和電信號（腦電波）的「腦域測定技術」為核心，開發出多種服務。隨著感測器的進步和人工智慧（AI）的運用等，測量儀器變得更加小型而簡便。應用範圍擴大到預防癡呆症、腦中風康復治療、減輕勞動者精神壓力。日本的大學研究人員和出身於大型電機企業的人正在合作，共同開拓新市場。

 

       在中國陜西省的一家老年人設施，入住的老年人額頭上戴著裝有感測器的頭帶，正在用平板電腦玩遊戲。隨著「腦活躍度」的高低，逐一解答簡單的計算題和智力題。這是在使用源自日立高新技術公司和日本東北大學的初創企業NeU開發的癡呆症預防系統。

 

在老年人設施進行「腦力訓練」

 

       感測器可測量腦部「前額葉」的血流。如果血流量增加，系統就會判斷為腦活躍度提高，然後在遊戲中增大題目的難度。日立高新技術出身的NeU代表長谷川清表示，如果每天進行1分鐘左右這樣的「腦力訓練」，「6個月之後，幾乎所有人的腦年齡都能變年輕」。

 

       這款小型感測器被稱為「光學拓撲成像」，可通過照射紅外線並觀察其反射程度，來測量腦部的血流量。傳統測量儀器整體重量在100公斤以上，只能放在醫療機構等使用。NeU實現了測量儀器的小型輕量化，可以攜帶到各種場所使用。

 

日立長年開發通過紅外線反射測量大量血流量的光學拓撲成像技術

 

       醫用測量儀需要在頭部周圍配置約20個感測器，NeU將數量減少至額頭部位的1個感測器。長谷川清表示，「僅靠這一個感測器，就可以大體上了解前額葉大腦皮質的活動」。採用了日立高新技術公司的光學拓撲成像技術，雖然內置了電池以及與智慧手機通信的功能，但重量僅為30克。

 

 

       小型感測器運用了腦科學方面的知識成果。這是在NeU擔任董事的日本東北大學教授川島隆太的研究成果，也是2000年代任天堂的遊戲等流行的腦力訓練的基礎技術。當時還很難測量腦活躍度。人腦的個體差異很大，由於思考速度和記憶力不同，即使解答相同的問題，也無法同樣掌握其活躍度。

 

 

       使用小型感測器，可以實時進行腦部測量，給出最合適的題目。NeU于2018年發佈了現在的這款感測器，還推出了與智慧手機聯動的腦力訓練新産品。長谷川清表示「希望有助於防治癡呆症」，該公司2020年進入老齡化日益嚴重的中國。目前正在多家老年人設施進行驗證效果的實證實驗。

 

       如果感測器測量到腦部血流量減少，系統就會顯示「腦的平靜程度」。NeU利用這一技術，從2020年開始向企業提供將腦測量和冥想結合起來緩解員工精神壓力的程式，加快服務推廣步伐。

 

       此外，脫胎于慶應大學的初創企業Connect開發出了測量腦電波的儀器以及動作與腦電波聯動的機器人。用於幫助腦中風等疾病導致手部麻木的患者進行復健。據Connect代表牛場潤一介紹稱，通過將腦電波測量和人工智慧分析技術結合在一起，可使機器人作出精確細緻的動作，從而「促進腦部新神經回路的形成」。

 

       患者頭上戴著像耳機一樣的腦波儀，機器人固定在無法動彈的手部，進行握拳和鬆開的康復訓練。其工作原理是，當腦部發出想要進行手部動作的準確電信號時，腦波儀就會檢測到這種信號，由機器人驅動手部作出動作。

 

       腦中風會造成腦神經回路中斷，使人體出現麻痹感。因此，通過康復訓練，可以連接上神經回路，讓麻痹部位恢復活動。以往是由作業療法康復治療師等用手幫助患者活動身體，從外部給予刺激。擔任慶應大學準教授的牛場潤一認為，「如果能配合腦神經的活動做出動作，就能夠增強效果」，於是提出了這樣的構思。

 

 

       存在的課題是如何掌握神經活動。有一種方法是利用核磁共振成像設備（MRI）捕捉血液迴圈和代謝物，但這種設備價格昂貴，還會給患者帶來負擔，並不方便。因此，Connect將目光投向了腦神經細胞發出的微弱電信號「腦電波」，從大約10年前開始開發腦電波測量儀器。

 

       該公司對腦波儀進行簡化，將用於測量的電極端子數量從過去的幾十個減少至4個。還開發出分析腦電波的AI技術進行輔助補充，使用頭戴式耳機大小的腦波儀就能驅動機器人工作。

 

       Connect成立於2018年，由該公司董事、出身於大型家電企業的森川幸治領導開發工作。森川在以前工作的企業發現與牛場潤一共同展開的研究很有前景，便離開公司參與研究。牛場表示，打算借助森川的力量使這項技術實現商用化，「在幾年內以醫療器械的形式推出」。

 

       人腦還有很多未解之謎。新技術仍有很大開發空間，吸引著很多創業者進行相關研發。

 

       日本經濟新聞（中文版：日經中文網）新田榮作

 

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