研究分野の紹介
ニューロエンジニアリング（神経工学）とは，神経科学（脳や神経系に関わる研究分野）と工学の学際的な研究分野の総称．そのルーツは古いが，2000年頃から神経工学（Neural Engineering; Neuroengineering）に特化した国際会議の開催や専門誌の発刊が相次いだ．たとえば，IEEE/EMBS Conference on Neural Engineering（米国電気電子学会/医用生体医工学部会 神経工学に関する会議）は2003年に第一回大会が開催された．神経工学の専門誌として，IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering（米国電気電子学会）とJournal of Neural Engineering（IOP science (英国物理学会の出版部門)）は，それぞれ，2001年と2004年に発刊されている．なお，これらの学会や専門誌が設立される前は，電気電子工学や医用生体工学（たとえば，IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBS)）の一分野として発展してきた．
国内では，日本医用生体工学会ニューロ・インフォマティクス研究会，電気学会電子・情報・システム部門医用・生体工学技術委員会，電子情報通信学会MEとバイオサイバネティックス研究会 (MBE)，計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門（LE）などで積極的に推進されてきた．また，脳の数理的なモデルに関する研究は，神経回路学会や物理学会でも古くから扱われている．最近では，AIの発展に伴い，脳とAIを対比する研究が盛んになり，人工知能学会やロボット学会でも，神経工学の裾野は拡がっている．脳に機器やネットワークをつなぐ研究開発は，FacebookやNeuralink (イーロン・マスク創業) でも進められており，その技術動向が注目されている．
神経工学に含まれる研究領域は広範囲に渡り，明確な定義があるわけではない．神経工学の代表的な専門誌であるJournal of Neural Engineeringは，科学者・臨床医・エンジニアを対象とし，神経系を理解 (understand)，置換 (replace)，修復 (repair)，強化 (enhance) する研究を扱うとしている．その具体例として，下記のような研究テーマが挙げられている．
革新的ニューロテクノロジー（Innovative neurotechnology）
ブレイン-マシン・インターフェース（Brain-machine (computer) interface）
神経インターフェース（Neural interfacing）
生体電子工学（Bioelectronic medicines）
ニューロ・モデュレーション（Neuromodulation）
神経デバイス（Neural prostheses）
神経制御（Neural control）
ニューロ・リハビリテーション（Neuro-rehabilitation）
ニューロ・ロボティクス（Neurorobotics）
光学的神経工学（Optical neural engineering）
神経回路（Neural circuits: artificial & biological）
ニューロ・モーフィック工学（Neuromorphic engineering）
神経組織再生（Neural tissue regeneration）
神経信号処理（Neural signal processing）
理論・計算論的神経科学（Theoretical and computational neuroscience）
システム神経科学（Systems neuroscience）
トランスレーショナル神経科学（Translational neuroscience）
神経イメージング（Neuroimaging）
歴史を顧みると，物理学や化学の進歩に伴い，革新的な技術が開発され，神経科学を支えてきたことは言うまでもない．古くは18世紀末，ルイージ・ガルバーニが神経を電気的に刺激し，筋肉を収縮できることを発見し，生体内の電気現象の研究が始まった．その後，検流計 (1820年)，陰極線オシロスコープ (1920年頃)，単線検流計による脳波計 (1929年)，活動電位計測のためのガラス微小電極 (1949年) や金属微小電極 (1958年) など，電気的な神経信号を計測する手法が開発され，電気生理学・神経生理学の発展を支えた．神経解剖学の発展も，19世紀の光学顕微鏡や染色技術の確立，さらには電子顕微鏡の発明 (1931年)に支えられていることは言うまでもない．これらの技術革新に支えられた先駆的かつ学際的な神経科学が，神経工学のルーツである．
20世紀の半ばになると，神経科学の知見に基づき，数理的な研究分野も確立され発展した．たとえば，1943年，ウォーレン・マカロックとウォルター・ピッツが，神経細胞の数理モデルを提唱し，人工ニューラルネットワークの礎を築いた．1948年，ノバート・ウィーナが，制御工学と通信工学により，生物と機械を統一的に論じる「サイバネティクス」という研究分野を提唱した．1952年，アラン・ホジキンとアンドリュー・ハクスレーは，実験データに基づき，活動電位の発生メカニズムを微分方程式で説明した（1963年ノーベル生理学・医学賞）．1956年，ダートマス会議で「人工知能（AI）」と呼ばれる研究分野が創立された．人工知能のなかでも特に人工ニューラルネットワークの研究は，実験的な神経科学と互いに影響を及ぼしあいながら発展した．これらの研究をルーツとして，脳の動作原理を理解するために発展した数理的な研究は，現在の神経工学の主要テーマとなっている．
さらに1950年代には，人工心臓の術中利用（1952年），人工内耳（1957年），体内埋め込み型心臓ペースメーカ (1958年)などの初症例が報告されており，生体医工学分野の研究が目覚ましく発展した．国内でも，1962年に日本エム・イー学会（現在の日本生体医工学会）や人工臓器学会が設立され，医工連携の重要性が認識された．
1960年代から1970年代にかけて，超音波検査装置，コンピュータ断層映像（CT），ポジトロン断層法（PET），核磁気共鳴画像法（MRI），脳磁図（MEG）など，さまざまな診断装置の開発が相次いだ．このような生体医工学分野の発展に伴い，専門分化も進み，脳や神経系の活動の計測・刺激方法や神経信号の解析方法の開発も盛んに進められた．脳の解明を目指す神経科学も盛んになり，1969年には北米神経科学会 (Society for Neuroscience; SfN)，1974年には日本神経科学会が設立されている．
1980年代から1990年代にかけて，経頭蓋磁気刺激法（TMS），機能的MRI，近赤外線分光法（NIRS）など，非侵襲的に脳を刺激・計測する技術が確立され，臨床的な検査だけでなく，脳機能の解明にも積極的に利用されるようになった．さらに情報機器や計算機の発達に伴い，時空間的な脳活動を多点同時計測・解析し，脳の計算原理の解明を目指す基礎研究も盛んになった．
米国では1990年から1999年まで「脳の10年」という標語の下，神経科学分野への集中的な研究投資が始まった．その後，欧州や日本でも，神経科学の大型プロジェクトが国策として推進された．そのような中，神経インターフェース，神経信号処理・解析，ブレイン-マシン・インターフェース，感覚・運動機能のリハビリテーションなどの研究では，工学と神経科学の連携の機運が高まった．これらの研究は，さまざまな学会で「神経工学」として扱われるようになり，現在に至っている [1]．
2021年1月6日初版
2021年3月28日 Web公開版