ソフトバンク"脳細胞"を活用する異例の取り組み 次世代のAIとして2050年の実用化を目指す

この圧倒的な省エネ性と適応力にヒントを得て、“脳細胞そのものを計算資源とみなす”というのがBPUの基本コンセプトだ。ソフトバンク先端技術研究所では、BPUを「CPUやGPU、そして量子コンピューター（QPU）に続く“第4のアクセラレーター”」と位置づける。未知の環境でも素早く学習し、高速に適応する能力を、まるごとテクノロジーに活かせないかと考えている。「従来のCPUやGPU、量子コンピューターと共存する形で、新しいアクセラレーターとして実現を目指しています」と、ソフトバンク先端技術研究所の杉村聡太氏は説明する。

“小さな人工脳”が示す学習能力

BPU構想を具体化するカギとなるのが「脳オルガノイド」である。これはiPS細胞から作製した0.5～1センチほどの球状組織で、中には神経細胞（ニューロン）やグリア細胞が存在する。

脳の組織の一部を再現した「オルガノイド」。写真は結合した状態（東京大学生産技術研究所のプレスリリースより）

ニューロンは細胞膜にある“イオンチャネル”という微小なゲートを開閉し、電位変化（活動電位）を起こすことで情報をやりとりする。ソフトバンクと東京大学生産技術研究所の共同実験では、このオルガノイドを電極デバイスにのせ、外部から電気刺激を与えて学習能力を探った。

脳の細胞は活動電位の変化によって学習を行っている（筆者撮影）

具体的には、規則的な刺激（報酬）とランダムノイズ刺激（ペナルティ）を交互に与えたところ、報酬刺激が続くほど神経活動が高まり、ペナルティ刺激が続くと活動量が落ちるなど、“脳細胞特有の学習らしき現象”が観察されたという。

さらに簡易的なゲーム課題を設定し、成功時の報酬刺激と失敗時のペナルティ刺激をフィードバックする強化学習の実験では、20分ほどの連続刺激で課題の成功率が1.5倍に高まったケースがある。わずかな電気刺激で目に見える変化が得られる点が、脳オルガノイドの興味深い特徴だ。