概要

ノースウェスタン大学の研究チームは2026年4月15日、生きた脳細胞と電気的に通信できる印刷型人工ニューロンの開発に成功したと発表した。この装置はマウス脳組織スライス上の実際のニューロンを活性化させることに成功しており、ブレイン・コンピュータ・インターフェース（BCI）や神経プロテーゼへの応用が大きく期待されている。研究成果はNature Nanotechnology誌に掲載された。

技術的な詳細

人工ニューロンの製造には、半導体材料として二硫化モリブデン（MoS2）ナノフレーク、電気伝導体としてグラフェンを電子インクとして利用した。これらをエアロゾルジェット印刷技術によって柔軟なポリマー基板上に成膜し、さらにポリマーを部分的に分解させることで局所的な導電フィラメントを形成している。

この製造プロセスは加算的（積み上げ型）であるため、従来のシリコン加工と比較して廃棄物の発生が少なく、低コストでの製造が可能という利点もある。また、柔軟な基板を使用しているため、脳の曲面にフィットする神経デバイスへの組み込みも現実的な選択肢となる。

研究を主導したMark Hersam教授は「この装置が生成する信号のタイミングと波形は、生きたニューロンと相互作用するに値するレベルに達している」と説明している。実際に単一スパイク、連続発火、バースト発火といった複数の発火パターンを再現できており、従来のデバイスより生物学的に現実的な信号を出力できる点が特徴だ。

応用可能性と意義

この技術が拓く応用分野は幅広い。医療面では、脳機械インターフェース（BMI）や、聴覚・視覚・運動機能の回復を目的とした神経プロテーゼへの組み込みが想定されている。さらにHersam教授はAIの消費電力問題にも言及し、「脳は現存する最も電力効率の高いコンピューターである」と述べている。ヒトの脳は従来型デジタルコンピューターと比べて5桁以上（10万倍以上）省エネルギーであり、脳の動作原理をヒントにした次世代ハードウェア設計への貢献も期待されている。

印刷技術を活用することで、大量生産・低コスト化・フレキシブル化が見込まれ、これまで高コストや製造上の制約から実現が難しかったニューロモルフィックデバイスの実用化を一歩前進させる研究成果として注目を集めている。