濡れたスポンジと電極を使って頭皮に電気ショックを与える治療法が、今ちょっとした注目を集めています。経頭蓋直流電流刺激（tDCS）と呼ばれるこの治療法は、数学の学習、言語能力の向上、さらにはより長時間の激しい運動にも効果があることが示されています。しかし、tDCSが本当にその効果を発揮するのかについては、科学者の間でも意見が分かれています。

一部の科学者はこの技術に熱心で、向精神薬よりも副作用が大幅に少ないと主張しています。多くの研究は、この技術があらゆる学習能力を向上させる可能性を示唆しており、脳への軽度のショックがいくつかの精神疾患の治療に役立つという証拠もあるようです。

現在、臨床試験では、うつ病、疼痛、不眠症、パーキンソン病、統合失調症、依存症など、様々な疾患の治療にtDCSが活用されています。ガレージやオンラインフォーラムでは、バイオハッカーや自己実験者のコミュニティが生まれ、独自のデバイスを製作しています。キットを注文して、この技術を自分で試すこともできます。

しかし、他の研究者は懐疑的で、tDCSが支持者たちが主張するほど安全で効果的であるかどうか疑問視しています。有望な実験結果が出ているにもかかわらず、その医学的効果はFDAによって検証されておらず、最近の研究では、この技術が脳活動に全く影響を与えないという疑問が投げかけられています。批判的な人々は、研究規模が小さいことやプラセボ効果、そして皮膚の火傷などの副作用の可能性について懸念を表明しています。

メルボルン大学の認知神経科学者、ジェイソン・フォルテ氏は、家庭でtDCSを使用することの潜在的な危険性について特に懸念していると述べています。「装置が正しく使用されない場合、電極部位に皮膚損傷が生じるリスクがあります。設計の悪い装置を誤った方法で使用した場合、心臓機能に悪影響を与える可能性がありますが、そのような事例は報告されていません。」

学界では、こうした議論は当たり前のことです。新しい薬や医療機器が10年ごとに登場し、研究者を刺激し、人々の想像力を掻き立てます。そして、発売される前に、科学者たちは何百もの研究を行い、その技術が安全かどうか、最適な投与方法、そして最も有用な用途は何なのかを解明します。

しかし、tDCSは比較的安全で構築が容易なため、通常の審査プロセスをほとんど経ずに研究室から家庭へと飛び出しました。The Brain Stimulator、TransCranial Technologies、Halo Neuroscienceといった民間スタートアップ企業は、好奇心旺盛な自己実験者や切実な患者向けに、DIY tDCSデバイスを販売しています。この変化は一部の研究者や規制専門家を警戒させていますが、一方で、この技術を共有することに何ら問題はないと考える人もいます。

脳刺激の仕組み

tDCSでは、脳に単純で一定の電流（通常1～2ミリアンペア）を1日20～30分間流します。この刺激は、電極を当てた部位にチクチクする、あるいは軽く刺すような感覚を与えます。ニューロンは電気信号と化学信号を介して情報伝達を行います。科学者たちは、tDCSからニューロンが受け取る微量の電流によって、電気パルスを発火しやすくなり、その結果、脳内に神経伝達物質が放出されると考えています。

tDCSは、数種類の軽度電気脳刺激法の一つに過ぎません。他には、経頭蓋交流電流刺激（tACS）や頭蓋電気療法刺激（CES）などがあります。tACSのキーワードは「交流」です。tDCSとは対照的に、tACSでは電流が常に変化し、正と負の間を振動します。科学者たちは、tACSは個々のニューロンを変化させるのではなく、脳全体の電気周波数を変化させることで機能し、睡眠や注意といった様々な状態に合わせて脳を最適化できると考えています。

関連技術であるCESでも、この電流はパルス状に流されています。CESデバイスを販売するフィッシャー・ウォレス社は、この技術が脳内のセロトニンを含む神経化学物質のレベルを高めると主張していますが、その真偽を裏付ける証拠はほとんどありません。3つのデバイスの中で、うつ病、不安症、不眠症の治療薬としてFDAの承認を受けているのはCESだけです。しかし、FDAがクラスIII医療機器の有効性証明を義務付ける前に市場に出回っていたため、今日のCESデバイスのような厳しい審査は受けていません。

tDCS は、進行中の臨床試験を含め、他の種類の脳刺激よりも多くの研究者の注目を集めており、その結果、tDCS を模倣しようとする自己実験者も増えています。

デバイスの主張は徹底的にテストされていない

マイケル・オクスリー氏は、2012年にニューサイエンティスト誌でtDCSに関する記事を読んだことがきっかけで、最初の脳刺激装置を開発するに至りました。機械エンジニアである彼は、脳に軽い電気ショックを与えることでエネルギーレベルが向上し、集中力も向上するのではないかと期待していました。5年後、オクスリー氏は自身の会社foc.usを通じて数万台のtDCSヘッドセットを販売しました。これらのヘッドセットは、「注意力、集中力、学習能力を高める」だけでなく、「より遠く、より速く走れるようになる」と謳っています。

しかし、オクスリー氏は、foc.us のデバイスは正式な外部テストや臨床試験を受けておらず、自社実験と幅広い科学文献に基づいて発表していることを認めている。

認知能力や身体能力に関するこれらの記述は、医学的な主張をしていないため、FDAによって許可されています。しかし、ペンシルベニア大学の生物医学倫理学者であるアンナ・ウェクスラー氏は、連邦取引委員会（FTC）による規制の対象となる可能性があると述べています。

「（FTCは）サプリメント業界だけでなく脳トレーニング業界においても、認知機能向上を謳う複数の企業に対して措置を講じており、介入する姿勢を示しています」と彼女は言う。「tCDS企業に対しては何も措置を講じていませんが、実際には、原則として、措置を講じることは可能です。」

オクスリー氏は、FDAからの報復を恐れるだけでなく、無責任だと感じているため、自社製品を精神疾患の治療に利用することはないと強調した。しかし、foc.usのデバイスのレビューでは、複数の顧客がうつ病の治療に製品を使用していると報告している。ウェクスラー氏の研究もこれを裏付けており、近日発表予定の研究では、自宅で使用している人の3分の1が、うつ病などの症状の自己治療にこの技術を使用していることが明らかになっている。

tDCSの潜在的な利点

ニューヨーク市立大学の生物医学工学教授であるマロム・ビクソン氏は、tDCS単体ではあまり効果がないと述べています。真の価値は学習と組み合わせることで発揮されます。彼は、ピアノ演奏など、新しい活動の学習前または学習中にこの技術を活用することを推奨しています。

同時に発火するニューロンは、互いに繋がります。tDCSは、ニューロンの発火確率を高めることで、脳が学習する過程で新たな接続を形成するのを助けます。このプロセスは可塑性と呼ばれます。学習に影響を与えるこの能力こそが、tDCSが幅広い用途を持つものとして宣伝されている理由です。

「直流刺激を与えると、進行中の可塑性を変化させることができます。可塑性を生み出すのではなく、すでに進行している可塑性を変化させるのです」とビクソン氏は言います。「直流刺激は可塑性を高めることができるため、学習をより効果的にすることができます。」

ビクソン氏は、この種の機能標的化では、可塑性過程にあるニューロンのみが tDCS の影響を受けるため、スポンジと電極をどこに配置するかは実際には重要ではないと述べています。

一方、不安やうつ病などの症状に対しては、研究者たちは、うつ病患者では活動が低下している脳の特定の領域、背外側前頭前皮質の活動を高めることを目指しています。この領域をtDCSで毎日刺激することで、ニューロンの活動が正常レベルに戻り、気分の向上に役立つと考えられています。

今年初めに発表された大規模試験では、tDCSがうつ病治療においてプラセボよりも優れた効果を示したことが示されました。この結果は、tDCSが実際にうつ病の症状を改善できることを示唆していますが、SSRIなどの従来の薬剤ほど効果的ではないことも示されました。

何が問題になるのか

わずか数ミリ離れた領域でも、機能は全く異なることがあります。tDCSでは、頭皮に貼り付けるスポンジは数センチに及ぶため、正しい部位を刺激しているかどうかを確認することが困難です。一部の研究者は、特に特定の領域の活性化を必要とする精神疾患の治療において、tDCSのオフターゲット効果について懸念を表明しています。脳は不動産のようなもので、場所、場所、場所がすべてです。オフターゲット効果は、神経解剖学の知識がないDIY脳刺激装置を使用する場合、特に懸念されます。

「広範囲のニューロンに影響を与え、それが他のニューロン集団やネットワークとの関係において下流に影響を及ぼすため、電極をどこに配置するかが非常に重要です」と、ジョンズ・ホプキンス大学医学部の神経心理学者、トレイシー・ヴァノースダル氏は述べています。「電極モンタージュ、つまり脳のどこに電極を配置するかという点におけるわずかな変化が、認知機能の成果に大きな違いをもたらす可能性があることが分かっています。」

研究によると、脳のある領域の機能を高めると、別の領域の能力が低下する可能性があることが示されています。それほど劇的ではないものの、より深刻なのは、家庭で電極を装着したユーザーが火傷や皮膚損傷を経験したという報告です。

もう一つの懸念は、この技術が全く効果を発揮しない可能性です。多くの研究では、tDCSは行動面でも脳活動面でも効果がないと報告されています。この技術のおそらく最もユニークな試験では、死体の頭蓋骨を貫通して脳に到達した電流はわずか10%に過ぎないことが実証されました。この結果は、tDCSが脳に与える影響は研究者が当初期待していたよりもはるかに小さく、ニューロンの行動に意味のある変化をもたらすには不十分である可能性を示唆しています。

それで、あなたはそれをするべきでしょうか?

自分で試してみませんか？数百ドルをかけてデバイスを購入する代わりに、神経心理学者のヴァノースダル氏は、clinicaltrials.govに掲載されている700件のtDCS臨床試験に参加することを勧めています。これらの臨床試験では、患者と健常者の両方が参加しています。「現時点では、自分で実験するのは時期尚早だと思います」と彼女は言います。

しかし、バイオメディカルエンジニアのビクソン氏は、自己実験はそれほど悪いことではないかもしれないと語る。5年前、彼は「学術界の象牙の塔にいる研究者としての反射的な反応は、『これは私のおもちゃだから触るな』というものだった」。しかし今では、彼の姿勢は軟化した。「本当に苦しんでいる人、あるいは愛する人が苦しんでいる人に、何かをしろ、あるいはやらないように言うのは、本当にためらわれます」と彼は言う。「推奨はしませんが、非難もしません。もちろん、臨床研究や基礎研究に携わる私たちの多くは、これらの技術が効果的であると信じています」