ニューロハッキング

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、反射神経を改善したり、学習を早めたり、精神障害を治療したりするために、「脳をハッキング」することで自分自身や他人を改善しようとします。^[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を高めるために使用されてきました。この分野での研究が不足していた短い期間の後、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、ほとんどのニューロハッキングは、家庭内のユーザーによるDIY（Do It Yourself）方式で行われています。^[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る。^[4]より複雑な医療機器は、精神障害や病気の治療のために埋め込まれることもある。^[5]

マサチューセッツ工科大学の科学技術社会学部のアンナ・ウェクスラーは、ニューロハッキングは「ライフハッキング」運動の一分野として捉えられるべきだと主張している。 ^[1]彼女は、科学出版物の普及により、世紀の変わり目以降、神経科学に対する一般の認識が高まったと主張している。^[6]その結果、一般の人々は脳の可塑性と改善の可能性に気付いた。^[6]

植物由来の精神を変える物質の使用は古代にまで遡ります。^{[7]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。^[8]

彼の研究では、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必要が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
• 「緊張性、皮質皮質下制御」の改善
• 他の一般的な向精神薬のような薬理学的効果がない。^[8]

今日では、様々な向知性薬が処方箋や店頭で入手可能である。^[9]

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1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。 ^{[10] [11]}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。^[12]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、およびその他の神経疾患を緩和する可能性があると結論付けられています。^[11]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向上する可能性があることがわかりました。この調査により、tDCSは軍人の能力を高めるために使用できることが示されました。しかし、「かゆみ、チクチク感、頭痛」などの副作用が報告されました。^[13]この研究では、tDCSが適切に実施される前に、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られました。^[13]

自宅で行うDIYニューロハッキングの人気が再燃したのは2011年のことだ。^{[1] [14]}脳刺激装置の最近の普及は、家庭でのニューロハッキング運動の盛り上がりに貢献した。^[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た。^[14] 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た。しかし、これらのニューロハッキング方法はまだ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低いままである。^{[1] [11]}

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に支援するためのレポートを発表しました。^[11]特にビクソン氏は、このレポートは、市場に出回っているさまざまなデバイス間で大幅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ました。

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、および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。

向知性薬とは、脳機能の改善をもたらす化学物質のことです。^[15]多くは体内で自然に生成されますが、顕著な効果を出すためには、血流中のこれらの化合物の濃度を人工的に高める摂取可能なサプリメントが必要になることがよくあります。向知性薬はさらに、合成向知性薬と天然向知性薬の2つのカテゴリに分類できます。^[2]

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向知性薬を指します。^[16]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特徴付けられます。[ 16 ^]加齢に伴う認知機能低下を緩和する手段としてこれらのハーブサプリメントを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、現在の研究では、これらの方法が高齢者の精神機能低下を緩和する可能性があることが示されています。^[2]

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、理解力にゲームのような機能を追加することで神経容量を向上させます。^[17]

脳に電流を流す方法は3つある。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）である。^[18]

DBSでは、電気装置、つまり神経刺激装置を脳に埋め込む。 ^[19]神経刺激装置は先端に電極が付いた細いワイヤーで、低レベルの電流が脳に送られる。電極を埋め込む場所は、治療する神経疾患によって異なる。^[20] Neuralink社は、同社のDBS装置に「96本の糸に沿って分布する3072個もの電極」が含まれ、糸を埋め込む手順がレーシック眼科手術と同じくらい非侵襲的になることを望んでいる。^{[21] [22]}

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。^[23]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。 [24]他の研究では、TMSと失われた記憶を回復する能力との関係を調査しました。^{[25 ]}

脳細胞、つまりニューロンは、ニューロン間の隙間、つまりシナプスを通して化学信号を発します。^[11]新しいスキルやトピックを学習すると、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。ニューロンに化学物質を分泌させてシナプスを通過させる信号を送るのに必要な電流は少なくなります。tDCSでは、頭部に置い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、脳機能は陽極付近で改善しますが、陰極付近では変化がないか機能が低下します。^[13]

ニューロハッキングの多くの応用は生活の質の向上に焦点を当てています。^[1]

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。

仮想現実暴露療法は​​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の治療に使用されています。USCクリエイティブテクノロジー研究所は2005年から暴露療法の技術に取り組んでおり、暴露療法は​​現在、心的外傷後ストレスに対する科学的根拠に基づいた治療法となっています。^[26]

暴露療法は​​、特定の感情や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。^[27]安全で制御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装置を承認している。^[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う。しかし、永続的な合併症はまれである。^{[28] DBSは}トゥレット症候群^[5] 、ジスキネジア^{[29] 、} てんかん^[30]、うつ病^[31]の治療にも使用されているが、安全であると判断されるまでにはこれらの分野でさらなる研究が必要である。

人間の経験を強化することも、ニューロハッキングのもう 1 つの応用です。その方法には、単純な脳トレーニング 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高める効果的な方法です。カフェインは世界で最も人気のある薬物であり（人間は1日あたり合計16億杯を飲んでいます）、また、人々がニューロハッキングを行う最も人気のある方法でもあります。^[32]カフェインは記憶力、社交性、注意力を向上させます。^[33]

ニューロハッキングの3番目の主な用途は、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。 ^[34]

2016年、研究者たちはEEG（脳波）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のデータから、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「明示的なユーザーインタラクションなしで情報を推奨する」ために使用できると主張しています。^[35]

2019年7月、埋め込み型脳マシンインターフェースを開発している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て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、この技術を使用して、脳とデジタル技術の間に高速接続を作成し、検索クエリを入力したり、結果を読んだりする必要を回避したいと考えています。^[36]

ニューロハッキングのトレンドは商業化が進んでおり、 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る。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る。^[37]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いくつかの企業に対して、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た。 ^[38] Lumosityに対する誤解を招く広告に対する訴訟額は200万ドルを超える。^[38]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ない。^{[39] [40]}この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る。2015年の売上高は、米国とカナダで6,700万ドルに達した。^[41]

スポーツや教育を監督する責任を持つ統治組織には、ニューロハッキングを規制するポリシーはありません。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使用することができます。^[42]研究では、ニューロハッキングにより、記憶力、創造性、学習速度、筋肉増強、運動能力が向上することが示されています。^[43]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テストや機器はありません。学生やアスリートがニューロハッキング技術を使用しても、検出されない可能性があります。^[42]

ほとんどのメーカーは、ユーザーの自己同一性の大幅な変化や推論能力の低下など、ニューロハッキングデバイスの潜在的な副作用について開示していません。^{[44] [42]}手頃な価格のニューロハッキングデバイスはオンラインで入手可能で、価格は99ドルから800ドルの範囲で、消費者が簡単に入手できます。たとえば、「Brain Stimulator」社が製造したtDCSを使用する「脳刺激装置」デバイスの価格は127ドルから179ドルです。^[44]ただし、これらのデバイスが政府によって規制されることはほとんどありません。^[45]これらの未承認デバイスを医師の監督なしで使用すると、壊滅的な副作用を引き起こす可能性があります。^[44]ニューロハッキングの副作用として、人が他の人に身体的危害を加えた事例が挙げられています。^[42]

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、食品医薬品局（FDA）、連邦規則集（CFR）、臨床研究の適正実施基準によって承認されている唯一のニューロハッキング医療機器です。 ^{[46] [5]} DIYニューロハッキングの増加に伴い、多くの個人が医療専門家の適切な監督なしに自己治療を行っています。^[46]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。^[42]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。^[42]

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