Beacon Biosignals：睡眠中の脳をマッピング

Beacon Biosignalsは、睡眠中の脳活動をモニタリングすることで脳を理解しようとする企業です。Jake Donoghue博士（2019年にMITを修了）と元MIT研究者のJarrett Revelsによって設立され、軽量なヘッドバンドを開発し、脳波（EEG）技術を用いて脳活動を測定します。ユーザーは自宅で普段通りの睡眠をとることができ、睡眠ラボに行く必要はありません。収集されたデータは機械学習アルゴリズムによって処理され、新しい治療法の効果のモニタリング、疾患進行の新たな兆候の発見、臨床試験のための患者コホートの作成に使用されます。

Donoghue氏は、「睡眠ラボを取り除き、臨床グレードのEEGを家庭に持ち込むことで、大きな変化が可能になります。睡眠は制約のある施設ベースのテストから、診断、医薬品開発、長期的な脳の健康のためのスケーラブルな高品質データ源へと変わります。」と述べています。

Beaconは製薬企業と提携し、患者への道筋を加速しています。同社のFDA 510(k)認証医療機器は、すでに世界中の40以上の臨床試験で使用されており、大うつ病性障害、統合失調症、ナルコレプシー、特発性過眠症、アルツハイマー病、パーキンソン病などの治療を目的とした研究に貢献しています。

各展開を通じて、Beaconは脳の働きについてさらに学び、その知見を脳の「基盤モデル」の作成に活用しています。Donoghue氏は、「脳の健康を変えるデータセットはまだ存在しないと信じていますが、私たちはそれを急速に作り出しています。当社のプラットフォームは疾患進行の不均一性を特徴づけ、シークエンシングやイメージングのような静的なモダリティでは完全に捉えられない動的な洞察を生み出します。脳は電気的な器官であり、シナプス可塑性を通じて変化するため、多くの疾患にわたって大規模に脳機能を追跡することで、新たな疾患サブグループを発見し、時間の経過とともにマッピングすることが可能になります。」

Donoghue氏はハーバード-MIT健康科学技術プログラムで訓練を受け、MITで神経科学の博士号を取得しました。プログラム中、マサチューセッツ総合病院やボストン小児病院で訓練し、ゲノムシークエンシングが精密がん治療を導く時代に患者のケアを支援しました。その後、神経科や精神科で働き、そこではより反復的なアプローチに依存することが多く、脳の健康にも同様のデータ駆動型精密医療をもたらす機会があると認識しました。

「最も印象的だったのは、心臓専門医が患者の心臓機能を自宅から長期的にモニタリングできる方法で脳機能を測定できないことでした。MITで、大量の脳データを処理し、それを脳機能と相関させることが、これらの神経疾患の特定と治療方法を変革するという確信を持ちました。」とDonoghue氏は語ります。

トレーニングの終わりに近づき、Donoghue氏はアイデアをさらに発展させ、メンターと協力しました。彼はMITのJulia Labで研究ソフトウェアエンジニアとして働いていたRevelsと出会い、2019年にBeaconを共同設立するよう説得しました。Beaconは当初、計算および分析会社として始まり、臨床への影響とリーチを拡大するためのウェアラブルデバイスを開発しました。初期から、Beaconは大規模な製薬企業と臨床試験で提携し、侵襲性の低い方法で脳活動を観察し、薬物が脳に与える影響や患者の睡眠状況を学んでいます。

「睡眠は脳を理解するための適切な窓であることは明らかでした。睡眠中の神経活動は桁違いに高く、より構造化されており、まるで言語のようです。これは脳機能とさまざまな薬物が脳に与える影響を理解するための優れた表面領域です。」とDonoghue氏は述べています。

Donoghue氏によれば、Beaconのデバイスは各患者に対して複数の連続した夜にラボグレードのデータを収集できるため、より高品質な評価が可能です。同社は機械学習を使用して、患者がさまざまな睡眠段階で過ごす時間や夜間に発生する小さな覚醒の数などの洞察を抽出します。また、認知機能低下につながる可能性のある微妙な睡眠構造の変化も検出できます。

「睡眠活動の特徴を取り出し、これまでにない精度で結果と結びつけ始めています。」とDonoghue氏は言います。

これまでにBeaconは、睡眠障害や精神障害、さらには神経変性疾患の臨床試験に参加してきました。これらの疾患では、症状が現れる何年も前に睡眠の変化が現れることがあります。「私たちはアルツハイマー病やパーキンソン病などの分野で多くの研究を行っています。これらの疾患は私の祖父にも影響を与えました。レム睡眠と徐波睡眠の特徴を分析し、臨床症状に先行する早期の変化を検出しています。これはこれらの疾患を後期認識からより早期のデータ駆動型検出へと移行する機会です。」とDonoghue氏は述べています。

昨年、Beaconは家庭用睡眠時無呼吸症検査会社を買収しました。この会社は米国で年間10万人以上の患者にサービスを提供しており、家庭での高品質で包括的な検査へのアクセスを加速し、プラットフォームのリーチを拡大しました。そして11月には、拡大を加速するために9700万ドルを調達しました。

「ビジョンは常に患者にリーチし、大規模に人々を助けることです。私たちは時間の経過とともに脳機能の縦断的記録を構築しています。患者が睡眠時無呼吸症のスクリーニングで来院し、数年後にパーキンソン病を発症した場合、その初期のデータは症状が現れる前の疾患への窓となります。これにより、日常的な検査が全く新しい予後バイオマーカーの基盤となり、症状が現れる前のより早期の脳疾患の発見と介入への道が開かれます。」とDonoghue氏は結論付けています。