ブレイン・マシン・インターフェース（Brain-machine Interface : BMI）とは、脳波等の検出・あるいは逆に脳への刺激などといった手法により、脳とコンピュータなどとのインタフェースをとる機器等の総称である。

ブレイン・マシン・インターフェース(BMI)は脳波などの脳活動を利用して機械を操作したり、カメラ映像などを脳への直接刺激によって感覚器を介さずに入力することを可能にする。 信号源および操作対象である”脳”と”機械”を繋ぐ存在、脳波を読み取る脳波センサーや脳波を解析するプログラムなどを総称してBMIと呼ぶ。

脳信号の読み取りでは、脳の神経ネットワークに流れる微弱な電流から出る脳波や脳活動による血流量変化など、脳の活動に伴う信号を検知・解析する事によって人の思念を読み取る。これを機械への入力・命令へ変換することによって脳(思考)と機器を直結することができる。

脳への刺激では、センサーなどによる情報を元に脳を直接刺激することによって機械からの情報を脳へ直接伝えることができる。

情報の流れが一方通行の片方向インターフェースと、相互疎通が可能な双方向インターフェースが想定されているが、現在実現しつつあるのは一方通行の片方向インターフェース技術のみである。方向インターフェースでは一方通行の情報伝達を行い、脳から命令をコンピュータが受ける電気信号に変換するか、コンピュータからの電気信号を脳波に変換する。SF等で想定されている双方向インターフェースでは、脳と外部機器との間で情報を交換･共有するため、人または動物と機械が一体化することになるが、現実には動物実験・人体実験とも移植は成功していない。ここでいう脳とは心や精神ではなく、物質として存在する有機生命の神経系(もしくは神経系のモデル)そのものを指す。

BMIとは別に人間が睡眠中に見る夢の研究において、人工知能の技術を応用し、脳の情報を読み出す「ブレイン・デコーディング」と、知覚や精神活動を脳活動に変換する「ブレイン・エンコーディング」が考案されており、限定的ながら夢で見た画像の読み出しに成功している。

また、これまでの実験を通して分かったことは、BMIを移植した際の脳の適応性が大きい点である。近年の技術や知識の進展で、BMI技術は人間の知能拡大をもたらすと考えられている。最も極端な例では、2040年代に自分の複製を機械に脳機能を移植する事が可能になるとする予測もある。

BMIは頭蓋骨の開頭を伴う侵襲式と、頭蓋骨の開頭を伴わない非侵襲式の2種類に大別される。侵食式が主流である。

侵襲式

侵襲式は精度の高い読み取りが可能だが、手術による感染症・脳の損傷といったリスク、電極の経年劣化といった問題点がある。

侵襲式BMIの開発ではイーロン・マスク率いるニューラリンク（Neuralink）が著名である。ニューラリンク社はさまざまな身体障害や精神疾患をBMIを通じて治療することを目指すとともに、AIが急速な発展を遂げる時代において、人間がAIとの競争に勝利、また共存するために人間の知能を拡張することを最終目標としている。BMIによってAIと人間の融合が可能になるとも言われている。

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