新たな研究によると、特定の脳領域に高周波音波を照射すると、サルの行動に影響を与える可能性がある。この発見は自由意志の概念を複雑にするが、脳に関する新たな知見や、依存症などの疾患に対する新たな治療法につながる可能性がある。
本日Science Advances誌に掲載された新たな研究は、超音波パルスを用いてアカゲザルの意思決定を部分的に制御できることを示唆しています。具体的には、超音波処理は、事前にどちらかのターゲットを好むように訓練されているにもかかわらず、画面に提示されたターゲットを左右どちらに見るかという判断に影響を与えることが示されました。
ユタ大学の神経科学者ヤン・クバネク氏と共同執筆したこの新たな研究は、この非侵襲的な技術が、手術や投薬を必要とせずに、依存症などの特定の疾患を治療できる可能性を示唆しています。また、この処置は完全に無痛です。
科学者たちは以前、超音波がマウスの脳内のニューロン、特に脳の深部に密集したニューロンを刺激できることを示していました。マウスのニューロン活動を調節することで、研究者たちは体中の様々な筋肉運動を誘発できる可能性があります。しかしながら、他の研究ではこの点、そして高周波音波が大型動物において神経調節効果を引き起こすかどうかについては、結論が出ていません。
新たな研究によれば、少なくともマカクザルのペアではそれが可能であることが示唆されている。
研究者たちは、脳卒中による脳損傷の影響など、人間の選択行動を研究するために科学者が一般的に用いる実験手法を、今回の実験に応用した。2匹のマカクザルは、頭部を固定され、暗い部屋に座って、スクリーン中央の標的を見るように訓練された。しばらくすると、最初の標的の右か左に2つ目の標的が現れ、続いて反対側に3つ目の標的が現れた。サルは通常、現れた順に標的を見つめるが、餌を与えることでこの自然な傾向に抵抗するように訓練された。
実験段階では、研究者らは超音波トランスデューサーを用いてサルの前頭眼野（FEF）を刺激した。FEFは視覚的注意と随意眼球運動を司る脳領域である。論文によると、実験で用いられたすべての手順は「実験動物の飼育および使用に関するガイドラインに準拠し、スタンフォード大学動物飼育使用委員会の承認を得た」という。
研究者らが左FEFを刺激すると、サルは右の標的をより頻繁に選択し、逆もまた同様でした。この効果は偶然よりも優れており、事前の訓練にもかかわらず、サルは超音波バーストの影響を受けた標的を選択する確率が2倍になりました。重要なのは、超音波治療が運動野（運動を司る脳の部位）を刺激した場合には効果が見られなかったことです。これは、科学者らが単に身体的な反射を誘発したのではなく、知覚的な選択に実際に影響を与えていたことを示唆しています。
「低強度超音波の短いパルスは、被験者の選択行動に強力かつ制御可能で可逆的な影響を与えた」と研究者らは論文に記している。
マサチューセッツ総合病院の神経科学者であり、ハーバード大学医学部の助教授でもあるウィム・ヴァンダッフェル氏は、この新たな研究はこの分野における重要な前進だと述べた。
「この手法の非侵襲性と脳深部構造を標的にできるという事実は、動物や人間における因果関係の研究、そして将来的には患者の治療にも大きな可能性をもたらします」と、今回の研究には関与していないヴァンダッフェル氏はギズモードへのメールで述べた。「あらゆる開発と同様に、急速に開発が進むこの刺激的な研究ツールが患者を救うには、相当な研究努力と時間が必要になるでしょう。」
さらに、研究で観察された効果は「標的となった特定の脳領域の既知の特性と完全に一致している」とヴァンダフェル氏は付け加え、その結果は侵襲的な方法を伴う実験に匹敵すると述べた。
どれも魔法のように、そして少し奇妙に聞こえるかもしれませんが、人間の耳には聞こえない高音波は、実際には脳に物理的な変化を引き起こしています。具体的には、これらのパルスが神経膜を振動させ、それが近くのニューロンを活性化させ、関連する行動に影響を与えます。この場合、サルが左側の標的か右側の標的のどちらかを見る衝動を制御するニューロンが影響を受けます。
この技術を使うことで、科学者は「ニューロンの活動を変化させ、刺激を受けたニューロンと近隣のニューロンとのつながりを変化させることができる。これにより、機能不全の神経回路を正常な状態に戻すことができる可能性がある」とクバネク氏はプレスリリースで説明した。
実際、特定の脳回路における神経活動を調節する能力は、様々な用途で有用となる可能性があります。例えば、特定の疾患や症状に関連する脳領域を特定したり、神経調節が脳に及ぼす影響やそれが行動に及ぼす影響を測定したりするのに役立ちます。また、アルコール依存症や過食症などの依存症や強迫行動に対する、非侵襲的かつ非薬物療法の可能性も開かれます。
「脳疾患は、患者に様々な薬を混ぜて投与するのではなく、ターゲットを絞った個別化された方法で治療されるべきです」とクバネク氏は述べた。「しかし、そのためには、個々の問題の根本原因に対処する、非侵襲的で正確かつ個別化された治療を提供するツールが必要です。これはこれまで、夢でしかなかったのです。」
これらはすべて素晴らしいことですが、少しブレーキをかける必要があります。
これらの結果はまだ初期段階であり、効果は2匹のサルでのみ観察されました。研究者たちは今後、これらの結果を再現し、脳の他の部位が超音波神経調節に適応しているかどうかなど、様々な研究分野において研究範囲を広げていく必要があります。これらの治療法の長期的な有効性は明らかではありません。研究者たちは実験中に、「反復刺激は神経調節効果を減弱させる」ことに気づいたと、研究論文で説明しています。
ヴァンダッフェル氏は、神経科学者たちは、この技術が実際に機能する特定の神経メカニズムについてまだ多くのことを学ぶ必要があり、この技術が人間に使用されるようになる前に、これらのプロセスをより深く理解する必要があると述べた。標的の脳領域に意図せず損傷を与える可能性もあると彼は述べた。
「また、例えば行動への影響と同時に刺激による局所的な機能的影響を測定することによって、どの程度の組織が影響を受けるかを知ることも興味深いだろう」と彼は付け加えた。
https://gizmodo.com/scientific-evidence-that-you-probably-don-t-have-free-w-5975778
まだ多くの研究が必要ですが、それでも非常に興味深い結果です。もちろん、この研究によって自由意志の感覚が損なわれると感じない限りは。科学はこの問題についてまだ結論を出していません。人間の意思決定には、事前に決定されている側面とそうでない側面があることを示唆する証拠があります。
答えが日常生活にそれほど影響を与えることはないので、心配する必要はないというのが私のアドバイスです。実際、私たちは皆、それが幻想であろうとなかろうと、自由意志があるという圧倒的な印象を持って生きています。
