ニューロハッキング
脳の改造

ニューロハッキングはバイオハッキングのサブクラスであり、特に脳に焦点を当てています。ニューロハッカーは、反射神経の向上、学習速度の向上、精神疾患の治療などを目的として、「脳をハッキングする」ことで、自分自身や他者の能力向上を目指しています。[1]現代のニューロハッキング運動は1980年代から存在しています。しかし、ハーブサプリメントは何百年も前から脳機能の向上に使用されてきました。この分野の研究が不足していた時期もありましたが、ニューロハッキングは2000年代初頭に再び注目を集め始めました。[2] [3]現在、ニューロハッキングのほとんどは、家庭で行われるDIY（Do-It-Yourself）的な方法で行われています。[1]

ニューロハッキングの単純な用途としては、脳機能を高めるための化学サプリメントの使用が挙げられます。[4]より複雑な医療機器は、精神疾患や精神疾患の治療のために体内に埋め込まれることもあります。[5]

歴史

植物由来の精神作用物質の使用は古代にまで遡ります。[6]ニューロハッカーは、脳の高次機能を改善する化学物質の一種である「向知性薬（ヌートロピック）」を使用します。「向知性薬」という用語は、1972年にブカレスト大学のルーマニア人化学者、コルネリウ・ジュルジャによって初めて提唱されました。[7]

彼は研究の中で、ピラセタムを向知性薬として分類し、向知性薬は以下の基準に適合するはずであると判断しました。

  • 学習を強化する
  • 障害物質に抵抗する
  • 脳の両半球間の情報伝達を強化する
  • さまざまな形の「攻撃」に対する脳の抵抗力を高める
  • 改善された「緊張性、皮質皮質下制御」
  • 他の一般的な向精神薬のような薬理学的効果がない。[7]

今日では、様々な向知性薬が処方箋や市販薬として入手可能である。[8]

ゲッティンゲン大学のマイケル・A・ニッチェとウォルター・パウルスによる2000年の研究は、非侵襲的に脳に影響を与える最初のデバイス指向の試みの一つと考えられています。この研究では、脳の運動皮質が経頭蓋直流刺激（tDCS）の形での弱い電気刺激に反応することがわかりました。[9] [10]その後の2003年のブラニスラフ・サヴィッチとビート・マイヤーによる研究では、（tDCS）が運動シーケンス学習を改善することがわかりました。[11]より最近の研究では、tDCSが神経障害性疼痛、うつ病、統合失調症、その他の神経疾患を緩和する可能性があると結論付けています。[10]非侵襲性脳刺激（NIBS）の方法は、人間のパフォーマンスを向上させることがわかっています。2019年、米国国防総省が資金提供した研究で、tDCSによって認知能力と運動能力が改善される可能性があることがわかりました。この調査では、tDCSが軍人の能力向上に使用できることが示されました。しかしながら、「かゆみ、チクチク感、頭痛」などの副作用が報告されました。[12]この研究は、tDCSを適切に実施するには、適切な安全規制に関するさらなる研究が必要であると結論付けています。[12]

2011年には、自宅で行うDIYニューロハッキングの人気が再燃し始めました。[1] [13]近年、脳刺激装置の普及が、家庭用ニューロハッキング運動の隆盛に貢献しました。[1]個人は、パフォーマンスと生産性の向上を期待して、脳に微弱な電流を流しました。[13] 2017年以降、ニューロハッキング装置は一般の人々が監督なしで使用できるようになっています。しかし、これらのニューロハッキング手法は一般の人々から広く受け入れられておらず、装置のユーザー維持率は依然として低いままです。[1] [10]

2018年、ニューヨーク市立大学のマロム・ビクソン氏とその同僚は、消費者がtDCSデバイスの購入に関して十分な情報に基づいた選択を行えるよう支援するための報告書を発表しました。[10]特にビクソン氏は、この報告書は、市場に出回っている様々なデバイス間で大きな価格差が存在する理由について消費者を啓蒙することを目的としていると述べています。

テクノロジー

ニューロハッキングの方法には、経口サプリメントまたは摂取物、手順訓練演習、脳を通じた電流の伝達という 3 つの主なカテゴリがあります。

経口サプリメントと摂取物

向知性薬（ヌートロピック）とは、脳機能の改善をもたらす化合物のことです。[14]多くの化合物は体内で自然に生成されますが、顕著な効果を得るには、血流中のこれらの化合物の濃度を人工的に高めるサプリメントを摂取する必要があります。向知性薬はさらに、合成向知性薬と天然向知性薬の2つのカテゴリーに分類されます。[2]

合成向知性薬

合成向知性薬とは、ピラセタムを含む、研究室で製造されたあらゆる向知性薬を指します。[15]合成向知性薬は、3つの異なる接合部で作用します。[2]

  1. ドーパミン受容体
  2. アドレナリン受容体
  3. アセチルコリンとグルタミン酸受容体[2]

天然の向知性薬

天然またはハーブ系の向知性薬には、食品由来の抗酸化物質やビタミンサプリメントが含まれます。[2]天然向知性薬が脳の活動に影響を与える主なメカニズムは3つあります。[2]

  1. 神経伝達物質の調節
  2. シグナル伝達の調節
  3. 血管拡張

イチョウやアメリカニンジン（ Panax quinquefolius ）などの人気のサプリメントは、天然のハーブ系向知性薬として知られています。[15]これらのハーブサプリメントを加齢に伴う認知機能低下の緩和手段として処方することの安全性と長期的な影響に関する研究はほとんど行われていません。しかしながら、最近の研究では、これらの方法が高齢者の認知機能低下を軽減する可能性があることが示唆されています。[2]

手順訓練演習

手続き型トレーニング法は、ニューロン間の接続を強化します。例えば、脳トレーニングゲームは2000年代から存在しています。PositScience 、Lumosity、CogniFitなどの企業は、ユーザーの脳機能を向上させるように設計されたビデオゲームを開発しました。[1]これらの脳トレーニングゲームは、理解力にゲーム的な要素を加えることで、神経能力を向上させます。[16]

電流の伝送

脳に電流を流す方法には、深部脳刺激法（DBS）、経頭蓋磁気刺激法（TMS）、経頭蓋直流刺激法（tDCS）の3つがある。[17]

脳深部刺激療法（DBS）

DBSは、脳に電気装置、すなわち神経刺激装置を埋め込む治療法です。 [18]神経刺激装置は、先端に電極が付いた細いワイヤーです。低レベルの電流が脳に送られます。電極を埋め込む場所は、治療対象となる神経疾患によって異なります。[19] Neuralink社は、自社のDBS装置に「96本の糸に沿って最大3072個の電極を配置」し、糸を埋め込む手順はレーシック手術と同様に非侵襲的になることを期待しています。[20] [21]

経頭蓋磁気刺激（TMS）

TMSは、小さな電磁コイルを通して左前頭皮質に短時間の磁気エネルギーを送ります。[22]いくつかの研究では、TMSが認知機能と運動能力を向上させることがわかっています。 [ 23]他の研究では、TMSと失われた記憶の回復能力との関係を調査しました。[24]

経頭蓋直流電流刺激（tDCS）

脳細胞、つまりニューロンは、ニューロン間の隙間、つまりシナプスを介して化学信号を発します。[10]新しいスキルやトピックを学習する際、その特定の主題の理解に関与するニューロンは、より容易に信号を発するように準備されます。シナプスを介して化学物質を輸送するためにニューロンに信号を送るのに必要な電流は少なくて済みます。tDCSでは、頭部に配置された陽極と陰極に非常に低い電流（2mA未満）を流します。研究によると、陽極周辺の脳機能は改善しますが、陰極周辺の機能は変化または低下しません。[12]

アプリケーション

ニューロハッキングの多くの応用は、生活の質の向上に重点を置いています。[1]

メンタルヘルス

人々の精神的健康を改善することは、ニューロハッキングの主な応用の一つです。

仮想現実曝露療法はニューロハッキングの応用例の一つであり、心的外傷後ストレス（PTSD）の治療に用いられています。南カリフォルニア大学クリエイティブテクノロジー研究所は2005年から曝露療法の技術開発に取り組んでおり、現在では曝露療法はPTSDのエビデンスに基づいた治療法となっています。[25]

曝露療法は、特定の感情を抱いたり、特定の刺激を経験することに関連する恐怖を軽減するように患者の心を再訓練します。[26]安全で管理された仮想現実環境で状況に直面することで、患者はそれらの状況に関連する不安を軽減することができます。

FDAは、パーキンソン病とジストニアの両方の治療にDBS装置を承認しています。[5]この治療には、うつ病、軽躁病、多幸感、陽気さ、性欲亢進など、いくつかのリスクが伴います。しかし、永続的な合併症はまれです。[27] DBSはトゥレット症候群[5] 、ジスキネジア[28] 、 てんかん[29]、うつ病[30]の治療にも使用されていますが、これらの分野では安全性を判断するまでにさらなる研究が必要です。

人間の強化

人間の体験を向上させることも、ニューロハッキングのもう一つの応用です。その方法には、シンプルな脳トレーニングゲーム、化学増強剤、電気脳刺激などがあります。

カフェインは、日常生活における人間のパフォーマンスを向上させる効果的な方法です。カフェインは世界で最も普及している薬物であり（人間は1日に合計16億杯を消費しています）、ニューロハッキングの最も一般的な方法でもあります。[31]カフェインは記憶力、社交性、そして注意力を向上させます。[32]

情報検索

ニューロハッキングの3つ目の主要な応用は、脳からの情報検索です。これには通常、脳内の電気信号を測定する装置であるブレイン・マシン・インターフェース（BMI）が使用されます。 [33]

2016年、研究者たちは脳波（EEG ）をモニタリングすることで、デジタルコンテンツに対する個人の関心をモデル化しました。研究者たちはユーザーにWikipediaの記事を読んでもらいました。EEGデータから、各トピックに対する個人の関心に基づいて、ユーザーが次に読みたい記事を予測することができました。研究者たちは、このパラダイムは「ユーザーとの明示的なインタラクションなしに情報を推奨する」ために使用できると主張しています。[34]

2019年7月、埋め込み型ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）を開発するNeuralink社は、高帯域幅BMIに関する研究を発表しました。Neuralink社は、脳からの全帯域幅のデータを記録し、配信できる埋め込み型BMIデバイスを開発したと主張しています。同社はこの技術を用いて、脳とデジタル技術を高速に接続し、検索クエリの入力や結果の閲覧を不要にしたいと考えています。[35]

ニューロハッキングのトレンドは高度に商業化されており、LumosityやCogniFitなどの企業は、脳のパフォーマンスを最適化し、老化に伴う認知機能の低下やその他の神経変性疾患の症状を緩和すると主張するゲームを販売しています。いくつかの研究では、これらのソフトウェアの有効性に疑問が投げかけられています。[36]連邦取引委員会（FTC）は、脳トレーニングソフトウェアを製造している一部の企業に対し、誤解を招くマーケティングを行ったとして訴訟を起こしました。[37] Lumosityに対する誤解を招く広告に関する訴訟は200万ドルを超えています。[37]脳トレーニングソフトウェアの有効性に関する決定的な証拠はまだ提示されていません。[38] [39]このような不確実性にもかかわらず、このような製品に対する一般の需要は高まっています。2015年の売上高は、米国とカナダで6,700万ドルに達しました。[40]

不公平な優位性

スポーツや教育を監督する責任を持つ統括団体には、ニューロハッキングを規制する方針がありません。アスリートや学生は、スポーツイベントや学術的な場で不当な優位性を得るためにニューロハッキングを利用する可能性があります。[41]研究によると、ニューロハッキングは記憶力、創造性、学習速度、筋力増強、そして運動能力を向上させる可能性があることが示されています。[42]しかし、ニューロハッキングを検出できる十分に開発された検査や機器は存在しません。学生やアスリートがニューロハッキング技術を利用しても、全く検出されない可能性があります。[41]

副作用と潜在的なリスク

ほとんどのメーカーは、ニューロハッキング機器の潜在的な副作用（ユーザーの自己認識の著しい変化や推論能力の低下など）について開示していません。[43] [41]手頃な価格のニューロハッキング機器はオンラインで入手可能で、価格は99ドルから800ドルと幅広く、消費者にとって容易に入手可能です。例えば、「Brain Stimulator」社が製造するtDCSを利用した「脳刺激装置」は、127ドルから179ドルで販売されています。[43]しかし、これらの機器は政府によって規制されることはほとんどありません。[44]これらの未承認機器を医師の監督なしに使用すると、深刻な副作用を引き起こす可能性があります。[43]ニューロハッキングの副作用として、他者に身体的危害を加えた事例も報告されています。[41]

保険金請求

ボストン・サイエンティフィック社が製造するVercise DBSシステムは、米国食品医薬品局（FDA）、連邦規則集（CFR）、臨床研究における適正実施基準（GRP）の承認を受けた唯一のニューロハッキング医療機器です。 [45] [5] DIYニューロハッキングの増加に伴い、医療専門家の適切な監督なしに自己治療を行う人が増えています。[45]保険会社は、承認されていない医療グレードのニューロハッキング機器を使用して負傷したユーザーに対する医療保険の補償を拒否しています。[41 ]ほとんどのニューロハッキング機器は認証も規制もされていません。[41]

参照

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