2010 年の夏、ライアン クラークは体育の授業中に足首を捻挫しました。事故による不便さは痛みよりも大きかった。彼は足首が治るまで一週間松葉杖を使用した。その後、6週間後に痛みが再発しましたが、今回はさらに悪化していました。ライアンさんは歩く苦痛に耐えられず、車椅子で生活することになった。
投薬とリハビリテーションの使用により若い男性は痛みを和らげ、6週間後には回復した。再び怪我をするまでに時間はかかりませんでしたが、3回目以降、少年が感じた痛みは耐え難いものになりました。 「9歳の子供にとっては普通の怪我でした」とライアン君の父親ビンスさんは言う。
少年は筋肉が硬くなったかのように足首を動かすことさえできず、激痛で震えやけいれんを起こした。ライアンさんは最終的に、同年齢の子どもの100万人に1人が罹患する複雑性局所疼痛症候群と診断された。鎮痛剤が効かなかったため、少年のケースは複雑だった。
アルバカーキのニューメキシコ大学心理学・神経科学センター所長のヴィンス・クラーク氏は、少年の事件に興味を持ち、彼が行っている研究方法で彼を助けることができると考えた。経頭蓋直流刺激 (tDCS) と呼ばれるこの刺激には、穏やかな方向性の電流を頭部に印加することが含まれます。
TDCS は手術を伴わないため、「非侵襲的脳刺激」として知られる技術のグループに属します。 tDCS は実験的に存在し、2010 年に痛みの軽減に役立つことが証明され、何千人もの人々に治療の希望をもたらしました。しかし、痛みに加えて、頭部への衝撃は脳を刺激し、健康な人の記憶力と注意力を向上させるようです。
そして関心を示したのは米国国防総省（国防総省）で、これが米軍に利益をもたらすかどうか尋ねました。ライアンが病気になった瞬間、クラークは研究結果を国防総省に持ち込んで資金を求め、その結果はすぐに軍の注目を集めた。
脳へのショックの歴史
直流を使用して脳内の関心領域を刺激する tDCS の基本概念は、100 年以上前から存在しています。 19 世紀以前でも、動物や人間の実験を通じてこの技術を利用した一連の初歩的な実験がすでに行われていました。
この技術が医療分野に持ち込まれたのは、これらの初期の研究のおかげです。 1803年、アルディーニは研究を開始し、直流刺激技術が憂鬱な患者の気分を改善できることを実証したと主張し、電気刺激だけを使って27歳のうつ病の農民を治したとさえ主張した。
アルディーニの電気実験は、精神医学の歴史における長くて有名なエピソードの始まりでした。けいれんを引き起こすのに十分な強さの電流を必要とするショック療法 (電気けいれん療法) は、1930 年代後半に導入されました。しかし、新しい効果的な薬物治療の出現と、精神病患者に対する電気ショックの非人道的な使用に対する世間の批判がありました。それは使われなくなった。しかし、この技術は一般的な不支持を得ましたが、神経科学者は依然として動物に対するその影響を研究していました。
1960年代、科学者たちは、電気けいれん療法で使用される電流よりも最大1,000分の1弱い電流を流すtDCSが脳細胞に影響を与え、重度のうつ病に効果があることを発見しました。しかし、この薬は精神科治療としてはまだ有望であると思われたため、tDCS は再び放棄されました。
その後、1980 年代に電気ショック療法が復活しました。薬が効果のなかった一部の重度のうつ病患者を治療できることが明らかになった。同時に、経頭蓋磁気刺激 (TMS) と呼ばれる技術への関心も高まっていました。
TMS セッションを受けている患者は不快感を感じることはなく、頭蓋骨の上にある杖で脳に浸透する磁場を生成している間、じっとしているだけで済みます。これはうつ病を軽減し、脳卒中や頭部外傷後のリハビリテーションにも役立ちます。
2000年、ドイツのゲッティンゲン大学のMichael NitscheとWalter Paulusは、tDCSが磁気刺激に対する人の反応を変える可能性があると報告しました。 TMS では脳細胞が刺激されますが、tDCS ではより突然かつ明らかな変化が生じます。 tDCS に対する神経科学者の関心は、ゲッティンゲンの研究によって再燃しました。
しかし、一般的に興味深い実際的な結果は、脳の比較のためだけに試験に含まれていた健康な人を使用した後にのみ得られました。それ以来、tDCS は患者だけでなく健康な人にも影響を与えることが観察されました。予備的な結果は、この技術が学習と記憶を向上させる可能性があることを示しました。
軍隊に戻る
この時点で、国防総省の一部で軍事利用のための新技術開発を担当する国防高等研究計画局（DARPA）は、「学習加速」と名付けた分野で研究提案を実用化した。
あらゆる努力と有望な結果にもかかわらず、目標が常に達成されるわけではなく、場合によってはその逆のことが起こります。これは脳の複雑さによるものであり、機能している脳の画像を取得できる技術を科学者が手に入れたのは今だけだとクラーク氏は言う。間違った場所に電流を流すと、望んでいる反応とは異なる反応が生じます。
軍事的関心と国防総省の資金提供にもかかわらず、この研究はいくつかの問題に直面している。クラークにとって、彼の研究は基本的に兵士が脅威を特定してそれに対処するのを助けることではなく、現実世界では敵を特定して殺すことも含まれる可能性があるが、脳が脅威をどのように検出するかを研究することである。
しかし、軍は同じ理想を追求せず、兵器の開発が目的でした。 DARPA が実験を許可するまでに、マインド研究ネットワーク (MRN) の焦点は軍が使用できるツールの開発にますますシフトし始めていたとクラーク氏は言います。
「何が議論されたかについて言及する権限はありませんが、いくつかの可能性を挙げることはできます」と彼は言う。 「敵の軍隊を意識を失ったり、困惑したり悲しすぎて戦えなくなる装置。
思考や信念を変えたり、意思決定に直接影響を与えたり、行動を変えることで脳に「報酬」の感覚を生み出したりする武器もあります。拷問中に意識を保つことも可能です。クラーク氏は、狙撃兵の訓練を改善するために tDCS を使用するという話も聞いていましたが、彼はそれを認めていませんでした。
クラーク氏は、DARPAで実施されたプロジェクトの研究助手へのボーナス支払いに誤りが発見され、2009年にその職を失った。クラーク氏は、それはそれほど深刻ではなかったが、研究所の方向性をめぐる同僚との論争の文脈で、状況を悪化させたと述べた。これにより、彼はその後の研究段階からも遠ざけられました。
資金調達の選択肢が少ない
研究者は現在も MRN 研究監督者を務めていますが、主に大学で働いています。このため資金が不足しており、彼は研究を続けるため、また軍との関わりを避けるためにあらゆる方法で資金を調達しようと試みます。
tDCS は医薬品ではなく、場合によっては競争力があり、大きな利点がある可能性があるため、製薬会社は研究にお金を払うことに興味がありません。 「それは体内を循環しないので、ほとんどの薬物が損傷する可能性のある他の臓器には影響を与えません」とクラーク氏は言います。
「中毒性はないよ。問題がある場合は、数秒で無効にすることができます。それも安いですよ。」残念なことに、これらの利点により、研究者の選択肢は、公的資金提供を受けた組織（tDCS研究に多額の投資をしていない）、民間防衛または軍事に関連する企業に限定されています。
過去に、国防総省の資金提供により、民間生活に多大な影響を与えるイノベーションが生み出されてきました。現在民間で使用されている他の多くの技術の中でも、全地球測位衛星システム (GPS) やノイズキャンセリング ヘッドフォンを思い浮かべてください。ただし、tDCS はそれらの 1 つではないようです。
クラーク氏は現在、人々を助けることを目的として、研究を続けるために必要な資金を集めている。その一例としては、アルコール依存症の治療、統合失調症の人々の幻覚の軽減、胎児性アルコール症候群に伴う衝動的行動の制御などが挙げられる。 tDCS 研究は安価ですが、資金を獲得するのは困難です。
tDCS が良好に機能すると思われるもう 1 つの発見は、慢性痛や損傷した神経による痛みなど、従来の鎮痛薬にうまく反応しない患者の痛みに関連しています。
このような場合、ターゲットは一般に運動皮質であり、そのアイデアは痛みの信号を軽減することであり、まさにクラーク氏の tDCS 研究に対する最大の動機である息子のライアンに影響を与えるものである。最近、学術誌に発表される tDCS 研究が急速に増えていることを考慮して、クラーク氏は、国立衛生研究所 (NIH) が管理された研究やより設備の整った研究室に資金を提供できることを期待しています。
さらに、兵器を作成するための軍事研究が民間人の精神的能力を向上させるために使用されるテクノロジーに変わり、私たちの学習方法に革命を引き起こす可能性があります。
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