An integrated virtual reality platform for naturalistic neuroimaging with magnetoencephalography

人が走ったり、跳ねたり、あるいは新しい世界を探索したりしている間、その脳内で起きている微かな、ささやき声のような会話を聞こうとしている場面を想像してみてください。長い間、科学者たちは被験者を彫像のように完全に静止させておく必要がありました。なぜなら、脳の信号を聴くために使われる装置（MEGスキャナーと呼ばれます）があまりに敏感で、わずかな動きや小さな金属片であっても、脳の信号をかき消してしまうからです。

最近、科学者たちは、人が動き回っている間でも驚異的な速度と精度で脳活動を追跡できる、ウェアラブルセンサー（OPMと呼ばれます）を用いた新しい種類の「聴取デバイス」を発明しました。これは、固定式のマイクから、思考をリアルタイムで聞き取ることができる、小さくて目に見えないイヤホンへとアップグレードするようなものです。

しかし、大きな問題がありました。現実世界の状況を脳がどのように処理するかを研究するために、科学者たちは人々をバーチャルリアリティ（VR）ヘッドセットの中に入れたいと考えていました。しかし、標準的なVRヘッドセットには金属部品や電子部品がたくさん含まれており、それが巨大な磁石のように作用して、敏感な脳センサーが何も聞き取れないほどの「ノイズ」を作り出してしまうのです。それはまるで、すぐ隣で建設作業員がドリルで穴を開けている騒音の中で、ささやき声を聞こうとするようなものでした。

解決策：カスタムメイドの「静かな」ヘッドセット

この論文のチームは、脳センサーにとって「静か」であるように特別に設計された、全く新しいVRヘッドセットをゼロから作り上げました。これは、鋼鉄の代わりにプラスチックや特殊な非磁性材料を使って宇宙船を作るようなものです。彼らは通常の磁性部品を取り除き、脳の信号を妨害しない材料へと置き換えました。

その結果、市販されているものと同じくらいクリアで軽量でありながら、磁気干渉を100分の1に抑えたヘッドセットが完成しました。それは、騒々しく唸るエンジンを、静かな電気モーターに交換するようなものです。

彼らが発見したこと

この新しいシステムが機能することを証明するために、彼らは単に空っぽの空間を観察したのではなく、実在の人間が行う実際のタスクを用いてテストを行いました。参加者にヘッドセットを装着させ、仮想世界の中でゲームをしたりパズルを解いたりしてもらいました。

結果は素晴らしいものでした：

• クリアな信号： センサーは、人が動き回ったり周囲を見渡したりしている間でも、脳の「ささやき」（神経活動）をはっきりと聞き取ることができました。
• 全脳にわたるカバー範囲： 彼らは脳の後方（視覚を司る部分）だけでなく、前方（意思決定を行う部分）、側面（身体の動きを司る部分）、さらには脳の深部（記憶を助ける海馬）からの信号も聞き取ることができました。
• 現実世界のような感覚： ヘッドセットがセンサーと調和して動作するため、科学者たちは、人がラボでじっと座っているのではなく、実際に森の中や街の中を歩いているかのような状態で、脳を研究することができるようになりました。

要約すると

この論文は、超敏感な脳スキャナーと相性の良い、カスタムメイドのVRヘッドセットを紹介しています。VR機器によって通常引き起こされる磁気の「ノイズ」を取り除くことで、彼らは、人が仮想世界を探索している間に脳全体がどのように働いているかを観察できるツールを作り上げました。これにより、私たちの脳が複雑で現実的な冒険にどのように対処しているかを研究するための扉が開かれました。