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経頭蓋ランダムノイズ刺激（tRNS）は、非侵襲的な脳刺激技術であり、経頭蓋電気刺激（tES）の一種です。ゲッティンゲン大学のTerneyらは、2008年に初めてヒトにtRNSを適用したグループです。彼らは、健康な被験者にランダムな振幅と周波数（0.1～640 Hz）の交流電流を使用することで、10分間の刺激後、最大60分間、運動皮質の興奮性（すなわち、運動誘発電位の振幅の増加）が増加することを示しました。この研究には、サンプリングレート（1280サンプル/秒）の半分、つまり640 Hzまでのすべての周波数が含まれていましたが、肯定的な効果はより高い周波数に限られていました。tRNSはさまざまな研究で肯定的な効果を示していますが、最適なパラメータやこの技術の潜在的な臨床効果は依然として不明です。[ 1 ]
tRNSの効果の根底にある生理学的メカニズムはよく分かっていませんが、[ 1 ]多くの仮説が提唱されています。tRNS後に観察される皮質興奮性の著しい変化は、ナトリウムチャネルの繰り返し開口と活性化および不活性化の動態の変化[ 2 ]、またはニューロンネットワークの変調に対する感受性の増加に起因する可能性があります。tRNSは皮質振動に影響を与え、興奮性の変化につながる可能性があります。これらの提案されたメカニズムは、tRNSで電極の極性を反転しても皮質興奮性の増強を妨げないという観察と一致しており、tRNSによって誘発される皮質興奮性は電流の流れの方向とは無関係であることを示唆しています。[ 3 ]
tRNSは反復的でランダムな閾値下刺激であるため、ニューロンの時定数が十分に長く、連続して提示された2つの刺激の加算を可能にすることから、tRNSは神経活動の直接的な時間的加算を誘発すると推測されている。
tRNSの効果は、確率共鳴現象の文脈でも説明できる。tRNSは、定義上、システム内で非確定的なランダム活動（つまりノイズ）を誘発する刺激である。ニューロンノイズの存在は、特定の範囲の弱い入力に対するニューロンの感度を高める可能性がある[ 4 ] [ 5 ]。
経頭蓋電気刺激（tES）には、一般的に以下の手法が含まれます。
tRNS刺激は、一定の直流電流供給ではなく、特定の平均強度を中心とした正規分布で電流レベルがランダムに生成される点でtDCSとは異なります。刺激電極の位置やサイズなど、その他のパラメータはtDCSと同様です。tDCSと比較して、tRNSはより快適であるという利点もあり、設定や盲検化研究において有利になる可能性があります。tDCSの50%知覚閾値が400μAであるのに対し、tRNSの場合は1200μAであるため、tRNSはtDCSよりも盲検化が容易です。[ 6 ]
tACS（経頭蓋交流電流刺激）は、振動性神経活動にも影響を与えると考えられている周波数特異的な刺激法です。この方法は、ランダムに提示される周波数範囲ではなく、固定周波数で正弦波電流を印加するという点でtRNSとは異なります。多くの場合、tACSは脳のさまざまな領域でEEGで観察される主要な周波数帯域を反映した周波数で適用されます。 [ 7 ]