授業の課題で技術ロードマップを作れというものがあったので適当に作りました． 研究ブログはこちら：　https://kenyu-life.com/ Created by 上原賢祐

1. 脳内埋め込み型スマートデバイスの
技術ロードマップの考案
創成科学研究科
ライフサイエンス系専攻
D2 上原 賢祐 (サイエンス)
本スライドで使用している画像は，全て“帰属表示等必要なし”“商用利用可能”CC0 Creative Commonsです

2. 市場
商品
技術
203020252020
脳内埋め込み型スマートデバイスの技術ロードマップ
インプラント
スマートデバイス
・デバイスの限りない質量レスな時代
・バイオハックは常識
完全なるIoT・AIの
時代が到来する
約1,500兆円もの
市場規模が推測
リアルタイム脳波解析ソフトウエア脳波計測
深部能刺激装置
ECoG
センシング
AIによるパーソナライズ
データ解析
エッジ
（ノイズ処理等）
電流制御技術
材料加工生体親和性材料開発
生体実験
フィードバック調整
TRMサマリー

3. 背景 基礎説明
脳内埋め込み型のデバイス
現在，脳疾患治療を対象にしたものや，脳波でモノを操作するブレインマシンインターフェース開発において，脳内埋め込み
型非侵襲デバイスの研究が盛んである．
例 薬が効かないてんかん患者の治療
現状
脳の異常な部位を切除 → リスキーであり侵襲的
今後
埋め込み型デバイスによる物理的な刺激（冷却，電気)を負荷
→ 非侵襲的に機能回復が行える可能性
例 全身麻痺患者ALSが脳波を用いてPCの操作を行う
Uehara K., Saito T., “DEPENDENCY ECOG BAND SPECTRUM IN EPILEPTIC DISCHARGES
UPON LOCAL COOLING RATE ON BRAIN ”IMECE2017, IMECE2017-72158 (2017).
Mariska J., et al, “Fully Implanted Brain-Computer Interface in Locked-In Patient with
ALS” The NEW ENGLAND JOURNAL of MEDICINE, 375, 2060-6 (2016).
・ALSは最もひどい場合，眼球運動でさえも困難．
・脳の活動ははっきりしている．
頭皮上からとる脳波EEGはノイズが多いため取り扱いが非常に困難で
あるが，脳表から取得する脳波ECoGはクリアな信号が得られる．
→ 2016年にはECoGを解析して，PCへの文字入力に成功．
→ 今後はより高度なことができると予想．
バイオハックによる代替治療や，最先端テクノロジーを駆使した脳と機械の融合（人類の機械的強化）が起こる

4. 脳内埋め込み型のデバイス
現在は治療に向けた研究が盛んであるが，将来的には脳内にスマートフォンのようなＰＣが組み込まれる日がくると予想され
る．即ち，脳とインターネットがつながり，ヒトの健康管理から日常生活のアーカイブ，通信，モノの操作が，思考のみを通じ
て可能になると考えられる．
総務省から出された第4次産業の経
済統計をみると2030年には，センサー
やインフラ系を含めたIoT・AI技術に
よる市場規模は約1500兆にも及ぶ
2030年に向けた要素技術とその応用分野 出展：三菱総合研究所
三菱総研が出している技術ロードマップより
→ 情報通信，ライフサイエンスを観察すると，次世代高機能モバイル機器が技術サービ
スとして挙げられている一方，ブレインコントロールも技術的な関心が見られる．
詳細説明 必要性・市場:Market

5. 少子高齢化社会において，今後ますます本国の財源と労働（生産）者の問題が懸念される
国立社会保障・人口問題研究所人口統計資料より
日本の人口推移
てんかん患者
110万人(てんかん患者) × 0.33 (高齢者) × 0.3 (難治性)
2030年には，約11万人が埋め込み手術の対象となる
未成年のてんかんは発症率は多いが，
薬物投与で根治することが多い．
脳内埋め込み型スマートデバイスを導入することで，
日常生活におけるてんかん予知や管理，もしくは治療も可能に
日常の通信機器のみならず脳疾患患者の代替治療としても活用可能である
詳細説明 必要性・市場:Market

6. 装置性能 信頼性 安全性 生体適合性 耐久性 電力供給 環境 メンテナンス性 得点
重み 1 0.6 1 0.8 0.7 0.4 0.2 0.5
ハードウエア
脳波計測 3 3 3 2 3 1 2 12.9
深部脳刺激装置 3 3 3 2 3 1 2 12.9
生体内バッテリー 3 2 2 2 1 1 1 1 9.6
非接触電力送電装置 1 1 1 1 1 3 1 1 6
ソフトウエア
脳波解析 3 3 2 5.6
通信装置 1 1 1 1 1 3.6
OS 1 1 1 2.1
商品と予想したいものとの関係
詳細説明 商品:Product・技術:Technology
商品 脳波計測 深部脳刺激装置 脳波解析 得点
重み 0.7 0.7 1
ECoGセンシング 3 3 3 7.2
データ解析方法 2 2 3 5.8
生体親和性材料開発 1 1 1.4
エッジ（ノイズ処理） 3 3 5.1
電流制御技術 3 1 3.1
材料加工技術 1 1 1.4
商品と技術の関係
商品:必要になるハードウエアとソフトウエア両方検討する
技術:商品に必要な技術について検討する
ハードウエアの商品から
• 埋め込み型の脳波計測器
• 脳に刺激を送るモノ
の優先度が高いことが分かった
ソフトウエアの商品から
• 脳波解析ソフトウエア
の優先度が高いことが分かった
必要となる技術に関しては，
• ECoGセンシング
• エッジ
• データ解析方法
• 電流制御
の優先度が高いことが分かった

7. 脳内埋め込み型スマートデバイスの技術ロードマップTRMサマリー