解説：ミニ特集
脳神経刺激の現状と展望経頭蓋直流電気刺激（
tDCS）の基礎と臨床応用
緒 方 勝 也
＊
・飛 松 省 三
＊
＊九州大学大学院医学研究院 脳研 臨床神経生理学 福岡県福岡市東区馬出 3-1-1＊Department of Clinical Neurophysiology, Neurological Institute, Gradu-ate School of Medical Sciences, Kyushu University, 3-1-1, Maidashi, Hi-gashiku, Fukuoka, Japan
＊E-mail: katuya@med.kyushu-u.ac.jp
キーワード：経頭蓋直流電流刺激 (tDCS)，大脳皮質 (cerebral cortex)， 可塑性 (plasticity)，刺激パラメータ (stimulus parameters)，ニューロリ ハビリテーション (neurorehabilitation)．
JL 0002/15/5402–01062015 SICEC
1
.
はじめに
tDCS (transcranial direct current stimulation)
は頭皮
上より
1 mA
程度の弱い直流電流を通電し，電極下の皮質興
奮性を修飾する非侵襲的脳刺激法の
1
つである．元は
1960
年代に遡るが
1)，近年の研究の広がりは
2000
年の
Nitsche
ら
2)の研究がその始まりとされる．彼らは
5
× 7 cm
の食塩
水に浸したスポンジ電極を一次運動野
(M1)
上と，そこか
ら離れた部位
(
右前額部
)
に置き，
1 mA
の電流を流したと
ころ
M1
上を陽極で刺激した時には
M1
の興奮性が増加し，
陰極刺激では逆に低下した
2), 3)．皮質興奮性は経頭蓋磁気
刺激
(transcranial magnetic stimulation, TMS)
による手
指筋の筋電図応答
(
運動誘発電位
motor evoked potential,
MEP)
の振幅で評価した．この原則
(
陽極
–
興奮増大，陰極
–
興奮抑制
)
は多くの場合で成り立つと考えられている．刺
激装置，電極とも小型軽量で運搬もしやすく，比較的簡便
な装置で大脳皮質の可塑性
（注1）が誘導できるのが特長であ
る．以前から可塑性を誘導するとされている反復経頭蓋磁
気刺激
(rTMS)
では一般に装置が重く，高価であり，
tDCS
はこれらの点で優れていると言える．本稿では
tDCS
の基
礎と臨床応用について最近の知見をレビューする．なおほ
かの総説も併せて参照されたい
4)．
2
. tDCS
の作用機序
2.1
膜電位変化
tDCS
は
rTMS
と比べ機器の簡便さ以外に，刺激ノイズ
音がなく，刺激中のぴりぴり感も軽微でしばしば知覚され
ないため，シャム
(
偽
)
刺激
（注2）が容易な点が特長である．
また皮質内での作用部位も異なり，
TMS
ではコイルにより
誘導される渦電流が皮質に並行して流れ，錐体細胞に入力
する介在ニューロンに主に作用するとされている
5)．一方，
tDCS
は陽極から陰極に電流が向かうため，電極直下の皮
（注1）皮質の興奮性増大や抑制は刺激終了後も数分から 1 時間以上続く ことがある．このような皮質の持続的な興奮性変化を可塑性と呼 ぶ． （注2）ヒトを対象とした計測では刺激を受けた感覚や認知その他刺激と 無関係に応答に変化が生じるプラシーボ (偽薬) 効果がしばしば 生じる．プラシーボ効果を相殺するため，刺激による皮膚感覚や 音などを似せて実際には刺激をしていないシャム刺激を対照実験 で用いる．図
1 tDCS
と
TMS
の作用の違い
tDCS (左) は電極からほぼ垂直に電流が流れるため直下の皮質錐体細胞の 軸索方向に電流が流れる．一方TMS (右) はコイルと並行な電流が流れる ため，皮質に並行に電流が流れ，錐体細胞に入力する介在ニューロンへの作 用が大きいと考えられる5)．質に垂直に電流が流れ，錐体細胞に直接作用する
(
図
1)
．
tDCS
の作用機序としては直流電流による効果ということ
から膜電位への作用が推測されている．すなわち陽極下で
は細胞膜が脱分極して皮質興奮性が増加し，陰極下では過
分極が生じて興奮性が低下すると考えられている．
tDCS
の陽極刺激の効果はカルバマゼピンで消失するが
6)，その
薬理作用はナトリウムチャネルのブロックによる膜電位変
化であり，膜電位説を支持する．一方
tDCS
の効果は陽極
刺激，陰極刺激とも
NMDA
型グルタミン酸受容体拮抗薬
で消失し，
NMDA
受容体を介したシナプスの変化も関連
している
6)．
2.2
脳血流変化
機能的
MRI (fMRI)
では
M1
上の
1 mA
，
5
分間の陰極
刺激前後で指運動に対する補足運動野の活性化が低下する
が，陽極では変化がなかった
7)．また，下肢
M1
への陽極
刺激
(2 mA
，
15
分
)
を
4
日間繰り返したところ，シャム刺
激よりも下肢運動時の補足運動野が活性化したが，感覚野
や側頭葉前頭葉の活動は抑制された
8)．このように
M1
の
fMRI
変化は
MEP
の変化に比し軽微であった．
TMS
に対
する応答性と
fMRI
で捉えられる脳血流変化信号では解離
があるのかもしれない．
2.3
脳波変化
tDCS
効果の検討は刺激前後で主に比較されているが，そ
の機序を考える上で刺激中の脳波周期活動の変化は重要で
ある．
Accornero
ら
9)は，前頭部に刺激電極を置いた
tDCS
中の脳波を計測し，刺激後
2
秒程度でアーチファクトが減
少し，以後のデータを解析することができた．その結果，
左前頭部への陽極刺激または右前頭部への陰極刺激では平
均周波数が増加し，逆に左前頭部への陰極刺激または左前
頭部への陽極刺激で平均周波数が減少した．ただ一般的に
は
tDCS
により脳波には通常大きなアーチファクトが重畳
するため
(
後述
)
，多くの場合解析には困難が伴う．そのた
め，
Roy
ら
10)は独立成分分析
(independent component
analysis, ICA)
を用いて
tDCS
のアーチファクトを除去し，
運動感覚野付近
(Cz
，国際
10-20
法
)
に置いた刺激電極近
傍の脳波電極から記録を行った．脳波周期活動のうちデル
タ アルファ周波数帯域
(2
∼
12 Hz)
のパワー値が陰極刺激
時より陽極刺激時で増加することを報告した．
ICA
による
信号処理は有用だが，
tDCS
アーチファクト除去に伴って
脳波活動も除去される可能性があり，適用と評価，解釈に
は注意が必要である．
3
.
一次運動野に対する
tDCS
の効果と
刺激パラメータの影響
3.1
刺激電極のサイズと刺激部位
tDCS
は電極配置により刺激の効果が変化し，一般的に
は電極直下の皮質に影響すると考えられている．ただし，
多くの研究では，
5
× 7 cm
程度の大きな電極を用いるため
皮質の複数の領域を同時に刺激している可能性がある．ま
た皮質に到達するまでに電流が広がる可能性もある．とこ
ろが，
Nitche
ら
11)は
3.5 cm
2の小さな電極で母指筋と小
指筋に対応する皮質上の頭皮を別々に刺激し，一方の筋の
み
MEP
の変化を生じさせることができた．このことから
tDCS
の効果の及ぶ範囲が電極直下の範囲で限局している
可能性を示唆した．また電極サイズにより同一領域でも効
果が変わる可能性がある．
Bastani
ら
12)は電極サイズを
12
，
24
，
35 cm
2で比較し，小さな電極を刺激電極に用いた時に
最も
MEP
変化が大きかったと報告した．電流密度は同等
になるように電流量が調節されており，本結果は刺激範囲
による差と考えられた．刺激範囲が広くなると周囲の皮質
への影響が増大し，側方抑制などを介して効果が減弱する
のかもしれない．
tDCS
に対する応答はしばしば複雑で変動があり，電極
配置の違いが与える影響の評価が難しい面がある．そのた
め，コンピュータシミュレーションによる検討がなされてい
る
(
図
2)
．有限要素法を用いた解析により，刺激電極から
皮膚を通る電流が多く，皮質の電流密度は
1/10
以下となる
こと，刺激電極の直下で電流密度が比較的高いこと，髄液
に流れる電流により複雑な分布になることなどが示されて
いる
13), 14)．脳を皮膚，頭蓋骨の海綿骨と緻密骨，髄液，脳
灰白質および白質の
6
部位に分けることでより精密な評価
ができる．白質線維の方向を計算に入れると灰白質には大
きな差はなかったが，深部白質での電流密度分布に計算結
果の差が生じることが示された
14)．また電極間距離が短い
と皮膚を通る電流が大きくなることも示されており
15)，相
図
2 tDCS
の電流分布シミュレーション
(Parazzini
ら
67)を改変
)
MRI より得られた画像から左 M1 と右前額部に置いた電極の位置 (A) と tDCS 時の皮質表面の電流電流密度を (B) を示している．電極の形に比し 電流密度の分布の形が異なり複雑な分布を呈する．対的に皮質に入る電流が小さくなることも考えられる．以
上より，前述の電極サイズによる効果の差や影響する皮質
の範囲は，
M1
と
M1
以外では解剖構造の違いから結果に
差が生じ得るため，単純に比較することはできない．また
tDCS
に対する反応の個人差が脳回・脳溝の構造差に由来
する可能性
16)もある．
基準電極は初期には対側前額部上に置くと最も有効性が
高いと報告され
2)，多くの研究で用いられてきたが，対側
M1
に基準を置くなどの配置を取ることもある．ただ，い
ずれの場所に置いても基準電極直下の皮質にも影響がある
のではないかということがしばしば指摘され，この点を改
善するため基準電極を頭部外
(
肩など
)
に置く配置も提案さ
れている
17)．シミュレーションでは基準電極を頭部外
(
肩
)
に置いた場合，頭皮上に置いた時と比べて刺激電流下の皮
質だけ電流分布が生じるという予測された結果に加え，電
流が白質まで到達しやすい可能性や皮質に垂直方向の電流
が増える可能性が示されている
18)．これらの結果を踏まえ，
今後実データで基準電極の配置を比較検討することが望ま
れる．
3.2
刺激時間
tDCS
の効果は一般に刺激時間を長くするほど刺激後の持
続が長くなると考えられている．
1 mA
，
5
分刺激では
MEP
振幅の
50%
増加が数分見られたのに対し，
13
分の刺激で
は
MEP
増加が
90
分程度持続した
3)．また間欠刺激，すな
わち
3-20
分程度の間隔を空けて刺激を繰り返すことで陽極
刺激後の効果の持続が数時間以上，あるいは翌日まで続い
たことが近年報告された
19), 20)．この刺激間の間隔は
3
時
間，
24
時間では変化がなかったため，刺激後効果の持続時
間
(90
分
)
を超えたところでつぎの刺激を繰り返しても効
果が乏しかった．臨床研究でしばしば行われる
1
日
1
回の
刺激では効果が得られにくいことになる．しかし，先の報
告の中で
2
回の刺激より
3
回刺激でより効果が高まったこ
とから
19)，
5
日間など回数を繰り返すことで効果が発現す
るのかもしれない．また刺激時間を長くすると途中で陽極
刺激の効果が抑制性になったことも報告されている
20)．こ
の理由は不明だが，過剰な興奮を抑えるために抑制性に変
化したのではないかと著者らは推察している．
3.3
刺激強度
tDCS
は
1 mA
が標準的で，電流量を上げると効果が強
まると考えられている
2)．臨床神経生理学会の委員会では
35 cm
2(5
× 7 cm)
で
3 mA
，
30
分までの刺激は安全であ
ろうと提言している
21)．ただ電流量を増大すれば単純に効
果が増すわけではなく，
1 mA
の電流量と比較し，
2 mA
で
M1
上を刺激したところ陰極刺激にも関わらず
MEP
振幅
が増大したという報告もある
22)．このような相反する効果
が生じる機序は不明だが，交流電流や
rTMS
を用いた場合
でも弱い刺激条件で抑制性の効果が見られたものが，刺激
強度を大きくするにつれて促通性に変化したことが報告さ
れている
23), 24)．刺激強度により抑制・促通の効果が変化す
る現象には何か共通した機序が働いているのかも知れない．
3.4
被験者の応答性
tDCS
による可塑性変化はしばしばバラツキが大きく個
人差が観察される．レビューで指摘されているように
25)，
5
分の
tDCS
によりあるグループは
90%
以上
MEP
振幅増
加があったのに対して，別のグループでは
MEP
増加は
9%
程度となり，同じ刺激条件でも反応量の違いが非常に大き
くなることがわかる．
Wiethoff
らは
26)，
2 mA
，
10
分の陽
極・陰極刺激を行い，陽極刺激後に
MEP
振幅が増加する
グループと変化しないグループにほぼ半数ずつ分かれるこ
とを報告した．これは，
tDCS
への応答性に個人差が大き
いことを示唆する．また
MEP
振幅増加の程度と
TMS
コ
イルの向きによる
MEP
潜時差
(MEP
発現に関与する皮質
介在ニューロンの動員されやすさに起因する
)
に相関がみ
られ，個人の
tDCS
への応答性が皮質介在ニューロンの特
性と関連している可能性がある．この研究での相関関係は
あまり強いものではなく，前述の脳回の構造など別の要因
で
tDCS
の反応性のバラツキを説明する余地も残されてい
る．また，同一被験者で再現性を評価していないため，こ
の点についても今後検討が必要であろう．
4
.
一次運動野以外での効果
tDCS
は電極を固定することでさまざまな場所を刺激で
きるため，この特徴を生かして運動系以外でも種々の研究
がなされている．
4.1
運動連合野
M1
の前方に位置し，
M1
の機能発現に重要な運動連合
野の
tDCS
では，興奮性の陽極刺激により
MEP
の振幅低
下と体性感覚誘発電位
(somatosensory evoked potential,
SEP)
の振幅増加が生じた．一方，陰極刺激では
MEP
，
SEP
とも陽極刺激と逆の変化が起こった
27)．さらに運動連合野
のうち運動前野背側に限局して刺激したところ変化がなく，
刺激された運動連合野が全体として
M1
，
S1
の変化を生じ
させたことが考えられた．一方，運動前野背側および腹側
にかかるように電極を配置して
tDCS
を行ったところ単発
TMS
による
MEP
は変化せず，二連発
TMS
による皮質
内抑制にのみ影響した
28)．以上より，運動連合野の刺激さ
れるの違いで結果が異なることがわかる．運動連合野から
M1
への影響は
TMS
でもしばしば複雑な応答を示すため，
さらにデータの蓄積が必要である．
4.2
体性感覚野
体性感覚
(
触圧覚
)
では
C3
または
C4(
国際
10-20
法
)
に
刺激電極を置いて研究がされている．陰極刺激で振動刺激
の周波数弁別低下や
29)，陽極刺激で触覚運動の方向弁別が
改善するといった効果が報告されている
30), 31)．また神経生
理学的指標としては陰極刺激後の
SEP
は早期成分
(N20)
の振幅低下が観察されている
32)．この時には陽極刺激では
変化がなかったが，脳磁図による体性感覚誘発磁場を用いた
研究では陽極刺激後に約
60 ms
の頂点
(P60m)
のダイポー
ル強度が増加した
33)．
tDCS
刺激中の反応をみた研究は少
ないが，脳波電極の周りを囲む形のリング電極で
0.75 mA
の
tDCS
刺激を行い，アーチファクトの重畳はあったもの
の
SEP
の記録ができた
34)．ただ
3
名という少数例での方
法論の報告であり，刺激中に
SEP
の変化が生じたかどうか
の言及はなかった．
4.3
視覚野
視覚野においては
Oz (
国際
10-20
法，後頭部正中線上
)
に刺激電極を置き，
1 mA
，
7
分間刺激でコントラスト感度
が陰極刺激で低下するという認知機能の変化が見られた
35)．
後頭葉への
TMS
で淡い閃光知覚
(
眼内閃光
)
が生じ，後頭
葉の興奮性が高いほど低い
TMS
強度で眼内閃光が生じる．
10
分間の陽極刺激後は眼内閃光に必要な
TMS
の閾値が下
がり，すなわち後頭葉の興奮性が増加し，陰極刺激後は閾
値が上がった
36)．視覚野の生理学的な指標は視覚刺激提示
に伴う視覚誘発電位
(visual evoked potential, VEP)
が代
表的である．これも陰極刺激で振幅が低下したので，同様
に後頭葉皮質の興奮性低下を支持する結果となった
37)．別
の実験では
tDCS
刺激中からの変化をみるため，後頭部に
脳波電極を置き，その上から絶縁のために径
3 cm
のプラス
チックを置いた．さらにその上に
5
× 8 cm
の
tDCS
電極を
配置して刺激を行ったところ，陽極刺激中から刺激後にか
けて
VEP
振幅が低下し，陰極刺激では振幅が増加した
38)．
これは一見前述の
VEP
研究と逆の結果に見えるが，
VEP
で提示する視覚刺激
(
格子縞か正弦波格子縞か
)
や
tDCS
基
準電極の配置
(Cz
か頭部外
(
頚部
)
か
)
によると著者らは推
察している．
4.4
聴覚野
側頭葉は聴覚処理との関連が深いが，側頭部の陰極刺激
後にピッチ弁別課題の成績が低下した
39)．音によるギャッ
プ検出課題でも陽極刺激で成績が改善し，陰極刺激では成
績が低下した
40)．いずれも陽極刺激
-
促通，陰極刺激
-
抑制
の原則に一致した結果と解釈できる．生理学的指標では左
側頭部刺激後，聴覚誘発電位
(auditory evoked potential,
AEP)
で主成分の
P50
，
N100
の振幅が変化し，陽極刺激
では
P50
の振幅が増加した．一方，側頭頭頂部刺激では陰
極刺激後
N100
振幅が増加し，
P50
振幅には変化がなかっ
た
41)．まだ聴覚野を対象とした
tDCS
の研究は少数だが，
TMS
と異なりノイズ音への対策が不要なので今後さらな
る応用が期待される．
4.5
前頭葉
前頭葉では作業記憶の改善が報告されている．前頭部
F3
(
国際
10-20
法
)
へ陽極刺激を行うと成績が改善し，陰極刺
激では低下した
42)．また頭頂後頭部の脳波周波数分析でア
ルファ・シータ帯域のパワー値が陽極刺激で増加し，陰極
刺激で低下した．別の報告では陽極刺激で成績の改善と前
頭部デルタ帯域パワー値の低下が見られた
43)．
5
. tDCS
の臨床応用
5.1
脳梗塞後のリハビリテーション
(
表
1)
tDCS
は神経疾患に対する臨床応用が盛んである．運動
系での研究が多いことを背景に脳梗塞後の麻痺に対するリ
ハビリテーションへの応用
(
ニューロリハビリテーション
)
が多数報告されている
44)．病変側の機能障害はもちろんだ
が，対側すなわち健側からの過剰な抑制で障害が強くなる
とする考えがある
(
図
3)
．すなわち通常の状態では半球間
抑制がお互いの半球に影響を及ぼし合うが，脳梗塞後は病
変側半球の機能が低下するため，半球間抑制も病変側から
健側への抑制が低下する．一方，健側から病変側への半球
間抑制が残るため病変側への抑制がより強まるという状況
となる．この考えを基に病変側を促進する刺激
45)∼47)，もし
くは健側を抑制する刺激
48), 49)で麻痺の改善が試みられて
いる．評価は手指機能を見る作業テストや反応時間などが
用いられている．
rTMS
と異なり，
tDCS
は
2
か所同時に，
また興奮・抑制の刺激がペアとなるため，病側に陽極刺激，
健側に陰極刺激を行うこともできる
50), 51)．いずれの方法で
も改善が示されているが，麻痺の程度，病変部位，発症か
らの期間など多くの要因が結果に関わるため，どのプロト
コルが最適かはまだはっきりしていない．
脳梗塞に対する
tDCS
では多くの場合刺激中に何かタス
クを行っているが，タスクによる学習効果に
tDCS
が促通
表
1
脳梗塞に対する
tDCS
の効果
著者 刺激部位 電流量，時間，回数 (日数) 評価 効果 Hummelら46) 病変側 M1 (陽極) 1 mA，20 分，1 回 JTT 刺激群で改善，シャム刺激不変 Hummelら47) 病変側 M1 (陽極) 1 mA，20 分，1 回 握力，反応時間 刺激群で改善，シャム刺激不変 Hesseら45) 病変側 M1 (陽極) 1.5 mA，7 分 + リハ，1 回 FMS 3/10名で改善 Fregniら49) 病変側 M1 (陽極) OR 健側 M1 (陰極) 1 mA，20 分，1 回 JTT 刺激群で改善，シャム刺激不変 Boggioら48) 健側 M1 (陰極) 1 mA，20 分，5 日間 JTT 刺激群で改善> シャム刺激 Lindenbergら51) 病変側 M1 (陽極) + 健側 M1 (陰極) 1.5 mA，30 分 + リハ，5 日間 FMS，WMFT 刺激群で改善> シャム刺激 Bologniniら50) 病変側 M1 (陽極) + 健側 M1 (陰極) 2 mA，40 分 + リハ，15 日間 FMS，JTT，握力 刺激群で改善> シャム刺激上肢機能テストの略語 JTT: Jebsen-Taylor Hand Function Test, FMS: Fugl-Meyer Score, WMFT: Wolf Motor Function Test．
図
3
脳梗塞時の麻痺のメカニズムと半球間抑制
(Ward
ら
68)を改変
)
脳梗塞の際には，麻痺側の手足を運動させる皮質機能が直接低下するだけで なく，健常側からの半球間抑制が優位になることで間接的な皮質機能低下が 加わり麻痺が増悪すると考えられている．効果をもたらすという仮説を基にしている．一方
tDCS
に
よる皮質興奮性の促進は持続性筋収縮で減弱することが示
されており
25), 52)，一見リハビリ中の
tDCS
の仮説と矛盾す
る．
tDCS
中において安静・リハビリ追加のいずれも有効
の報告があり
(
表参照
)
，このような点も検討が必要である．
5.2
パーキンソン病
パーキンソン病は中脳黒質の変性を中心とした変化によ
り，麻痺は生じないが無動などの運動障害が起こる疾患で
ある．大脳基底核回路の異常が主と考えられているが，皮
質機能の変化も指摘されており，
tDCS
による治療が試み
られている．
Fregni
ら
53)は
17
名のパーキンソン病患者で
左
M1
に対し陽極刺激
(1 mA
，
20
分
)
を行い，刺激前後に
運動機能の改善を認めた．同様に
M1
で
2 mA
，
20
分の陽
極刺激を
8
回
(2.5
週間
)
繰り返したところ，軽度歩行速度
の上昇が見られ，効果は
3
か月後も持続していた
54)．シャ
ム刺激や前頭部への刺激では効果は見られず，
M1
上の刺
激が有効と考えられた．
5.3
うつ病
運動系以外ではうつ病への応用が多い
55), 56)．うつ病で
は左背外側前頭前野
(DLPFC)
の機能低下と右
DLPFC
の
機能亢進が言われ
57)，これを基盤として左
DLPFC
に陽極
を置いて同部位の促通を目指した検討がなされている．左
前頭部
F3
上からの陽極刺激を
5
日間
58)，あるいは
10
日
間
59)の刺激でうつ症状の改善が見られた．この数年でメタ
解析も行われ
56)，有効とするもの，有意な効果なしとする
報告が出ている．
rTMS
はアメリカで保険適用されている
が
tDCS
の効果はまだはっきり確認されたとは言い難い状
況である．今後，より多数例での検討や，刺激パラメータ
の更なる検討が必要と思われる．
5.4
アルツハイマー病
アルツハイマー病は物忘れを中核症状とする認知症の代
表的かつ最も多い原因疾患である．アルツハイマー病では
海馬を含む内側側頭葉と前頭前野，側頭頭頂葉などの機能
障害が示唆されている．アルツハイマー病患者を対象に刺
激電極を両側頭頂側頭部
60)，あるいは左前頭前野，左側頭
葉
61)に置き，陽極刺激で認知課題の成績が改善した．これ
らの変化は比較的軽度の変化だが，現状では薬物療法を用
いても十分な改善が得られないため，治療介入の候補とし
て今後長期効果の有無を検討しなければならない．また認
知症では大脳萎縮で皮質周囲の髄液量が増え，
tDCS
によ
る電流密度分布が健常者と異なることが予想されるため，
それを勘案した詳細な検討が必要である．
5.5
そのほかの疾患
tDCS
では慢性疼痛，耳鳴，てんかんなどにも臨床応用
が試みられている．
Faria
ら
62)はてんかん患者に
1 mA
の
tDCS
刺激を行い脳波を評価した．刺激中のアーチファク
トを
fMRI
中の脳波記録で用いられるアーチファクト除去
プログラムと
ICA
を用いて除去したところ，
tDCS
中にて
んかん性放電の減少を認めた．現在難治性てんかんに対し
て埋め込み式の迷走神経刺激が使用されているが，
tDCS
は簡便に頭皮上から焦点を絞った刺激ができるため，今後
の発展が期待される．
6
.
経頭蓋交流電流刺激
(tACS)
tDCS
は直流を流すが，
2008
年
Antal
らにより交流刺
激での効果が報告されて以来，
tACS
は新しい刺激法とし
て注目されている．
tACS
では電流の時間変化は平均する
と
0
になるため
tDCS
で言われているような膜電位の変化
は考えにくく，別の機序が推測されている．しばしば言わ
れているのは脳周期活動が
tACS
と同期することで周期活
動が高まり皮質の興奮性が修飾されるというメカニズムで
ある．閉眼時に
10 Hz
前後のアルファ帯域の
tACS
を行っ
たとき眼内閃光の知覚が生じやすく，開眼では
20 Hz
付近
の
tACS
で眼内閃光が出現しやすかった
63)．一般的に脳波
は安静閉眼時約
10 Hz
のアルファ波が優位であるが，開眼
すると視覚刺激の入力に伴ってアルファ波が抑制され，約
20 Hz
のベータ波が優位となる．開閉眼に伴う視覚野や網
膜の周期活動の変化がこの結果につながったと考えられる．
M1
への
90
秒の
tACS
刺激中には
5, 10, 20, 40 Hz
のうち
20 Hz
刺激で
MEP
振幅増加が示されたが，刺激後効果は
なかった
64)．一方
15 Hz
，
20
分の
tACS
では刺激後
MEP
の抑制が起こり，刺激周波数により応答が異なることが示
された
65)．また
140 Hz
といった速い周波数での
1 mA
，
10
分間の刺激で刺激後
60
分
MEP
振幅の増加が見られた
66)．
アルファ，ベータ帯域のみならず
100 Hz
以上の刺激効果も
示され，これらの脳周期活動の意義を含め今後の発展が期
待される．
7
.
おわりに
tDCS
は非侵襲的に大脳皮質への可塑性を誘導できる点
で
rTMS
による研究と対比されることが多い．
rTMS
より
後発であることや，効果がしばしば不明瞭であること，基
準電極の配置による影響を考慮する必要がある点で解釈が
しばしば難しく，健常者であっても研究の余地が残されて
いる．今後は，より頑健な効果が得られるプロトコルの開
発を進めると共に，電極配置など刺激パラメータが与える
影響を判断できる十分なデータの蓄積が必要である．また
tDCS
と同じ装置を利用できる
tACS
も開発され，これは
tDCS
と異なる刺激特性をもっていることが示されている．
これらの新しい刺激法も含めて脳機能の解明や治療への応
用が今後進められると思われる．
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