頭を働かせることで能力は向上するのでしょうか、それともそれは単なる自己改善の幻想なのでしょうか?

ボルチモアから南に30分の郊外のオフィスパークで、ケイト・オートマンがオープンハウスを開いている。彼女は、脳機能の改善という1つの目標を掲げた認知トレーニングプログラムを専門とする施設、ブレイン・トレーニング・オブ・メリーランドの経営者だ。10月下旬のこの日曜日には、好奇心旺盛な約30人の訪問者が訪れた。デモを行っている従業員の1人が、ケイトの息子で物静かな27歳のグレッグだ。グレッグがインタラクティブ・メトロノームと呼ばれるプログラムに合わせて手拍子をすると、人々はコンピューター画面上の色付きバーが点滅するのを眺め、一時停止してそれがどのように役立ったかを説明する。親しみやすく元気な女性であるケイトは、以前は注意欠陥障害の若者のライフコーチをしていた。グレッグの兄ダニエルが先天性欠損による脳内圧を軽減するための9時間に及ぶ手術からの回復に助けを必要としたことをきっかけに、彼女は転職した。彼女は、手術の影響を受ける領域である小脳の活動を改善する認知エクササイズについてオンラインで学んでいた。しかし、どの療法も最寄りの提供者は1時間も離れており、ダニエルは車で30分走ると激しい偏頭痛に襲われるようになった。そこでケイトは、インタラクティブメトロノームと統合リスニングシステムという2つの主要プログラムの認定を受けるため講習を受けた。時が経つにつれ、彼女のダイニングルームでの診療は、彼女とスタッフが脳障害を持つクライアントに対応できるオフィススペースを備えた本格的なビジネスへと拡大した。企業は長い間、脳の機能を高めることができるという考えに基づいたコンピューターベースのゲームやその他のプログラムを売り込んできた。Lumosityはおそらく最もよく知られており、オンラインツールが記憶力と処理能力を高める方法として宣伝されている。最近では、サンフランシスコの会社Posit Scienceが開発したコンピューターベースのエクササイズスイートであるBrainHQについて聞いたことがあるかもしれない。ニューイングランド・ペイトリオッツのクォーターバック、トム・ブレイディは、試合当日に自分を集中させてくれるこのツールの力に信頼を寄せている。頭脳トレーニングをすれば、機能障害やけがを回復したり、加齢による衰えを食い止めたり、単により鋭い思考力を持つことができると考えられている。この実践は、科学者が「遠隔転移」と呼ぶ概念にかかっている。つまり、特定のタスクを練習することで、それらのトレーニングのパフォーマンスだけでなく、他の日常の動作も向上するというものだ。平均台の上に立ちながら音楽を聴くと、脳の処理速度が向上する。コンピューターの画面上で急速に点滅する物体を追うと、次に車を運転するときにはより速くブレーキをかけられるようになる。これが信じられないほど良さそうに聞こえるなら、それは懐疑論者が言うところの真実だからだ。2014年、75人の神経科学者と認知心理学者が、スタンフォード長寿センターとマックス・プランク人間開発研究所が発行した書簡に署名し、脳トレーニング企業の主張の多くに異議を唱えた。 「これまでのところ、脳トレゲームをすることで、基礎にある幅広い認知能力が向上する、あるいは日常生活の複雑な領域をよりうまく乗り越えられるようになるという証拠はほとんどない」と彼らは書いている。彼らは、既存の研究に裏付けられていない派手な広告に反対している。既存の研究の多くは、結果がまちまちであったり、認知能力が向上する他の理由を除外できなかったりする。彼らは消費者に対し、利益相反、逸話的な証拠、誇張された約束に注意するよう警告した。2か月後、支持者たちは100人以上の科学者が署名した独自の書簡で反論し、「特定の認知トレーニング計画は、日常生活に一般化する方法を含め、認知機能を大幅に向上させることができる」ことを示す研究が増えていると主張した。

1年半後、連邦取引委員会は、Lumosityの製造元であるLumos Labsに対し、「虚偽または裏付けのない現実世界でのパフォーマンスの主張」を理由に虚偽の広告を理由に5000万ドルの罰金を科した。LumosがFTCに200万ドルの損害賠償を支払ったため、同委員会は最終的に罰金を執行停止した。それでも脳トレーニングは大きなビジネスとなり、市場調査会社SharpBrainsによると、2020年までに33億ドルの売上を上げると予想されている。オートマンの会社では、約100人の顧客がADD、失読症、脳卒中、認知症などの症状の治療に月200ドルから1200ドルを支払っている。ケイトのように自身の診療でそのテクニックを使用している人々は、実証的な証拠が目の前にあると言う。しかし、根本的な疑問は残る。脳を鍛えることで人生はもっと良くなるのか？

2014年、23歳のグレッグ・オートマンは、失業中で脳を損傷し、実家の地下室で暮らすことになった。ボルチモア郊外で6人兄弟の4番目として育ち、3人の養子のうちの1人だった。高校ではフットボールをプレーし、小柄でがっしりとしたランニングバックとして優れたアスリートだった。しかし、そのせいでラインバッカーの標的になった。高校3年生の時に初めて脳震盪を起こし、大学フットボールに進んだ時にはさらに3回脳震盪を起こした。記憶が曖昧になり、常に疲れていた。授業についていけず、2012年春、2年生で中退。そこから、低レベルの仕事を次々とこなして苦労した。ある日、倉庫でパレットを梱包している時に、上から落ちてきた箱が頭を打った。5回目の脳震盪だった。脳震盪は、ほとんどすべて同じように始まります。鈍い力が脳を頭蓋骨内で動かし、細胞膜を引っ張ってカリウムが漏れ出し、カルシウムが入り込み、血管が収縮します。これにより、細胞が回復を早めるためにさらなるエネルギーを必要としているまさにそのときに、脳の電気的活動が妨げられます。前回の脳震盪の後、グレッグの症状はさらに悪化しました。慢性的な疲労、混乱、人の言うことを理解できない、激しい頭痛。車を運転していると、運転していることを忘れてしまいます。何度も追突事故を起こしたため、乗せてもらうのに他人に頼るようになりました。すぐに怒り、ますます落ち込むようになり、仕事を失い、友人たちを遠ざけました。

「本当に深い憂鬱と自殺願望がありました」とグレッグは当時を振り返りながら言う。「自分の人生に価値がないと思ったんです。」

そこで彼は、条件を一つ付けて家に戻った。ケイトは彼に、少なくとも週に3時間は特別なイヤホンをつけてクラシック音楽に浸るようにと強く要求した。これは統合リスニングシステム（iL）療法プログラムの一部だった。モーツァルトの名曲が特定の周波数で流れ、ヘッドセットからの小さな振動がグレッグの頭蓋骨に音波を送る。彼はそれが嫌いだった。「私は動揺して腹を立て、馬鹿げていると思ったし、効果があるとは思わなかった」とグレッグは言う。

そしてある日の朝6時半、ケイトはこう回想する。「階下に降りると、彼は私を見て『この音楽はまだ好きじゃないけど、聴いた後はいつも気分が良くなるよ』と言ったんです。」ケイトはまったく驚きませんでした。彼女は何年もの間、クライアントの進歩の最初の兆しとして同じようなコメントを聞いていたのです。

すぐにグレッグは iLs をインタラクティブ メトロノームと組み合わせました。コンピューターに接続されたトリガーを握り、画面上の赤、緑、黄色のバーを見ながらカウベルの音を聞き、その音に合わせて手拍子を試み、成功すると緑のバーが点灯しました。プログラムはミリ秒単位でタイミングを追跡するため、最初は合図に合わせて演奏するのは困難でした。しかし、最終的には、グレッグはバランス ボードの上に立ちながら、足で踏み鳴らしたり、脚の側面を叩いたり、何百回も繰り返し手拍子をしたりできるようになりました。これらすべてをリズムを取りながら行いました。

「2、3か月経って、変化に気づき始めました」とグレッグさんは言います。記憶力は改善し、マルチタスクを再びこなせるようになりました。怒りを抑えることも容易になり、1日の大半を眠って過ごすこともなくなりました。

グレッグが使用した両方の技術は、刺激に対する脳の反応を改善するために設計されています。私たちの灰白質は約 1,000 億個のニューロンで構成されており、それぞれのニューロンは数千の接続を行うことができます。これらの神経細胞のネットワークは、電気信号を化学神経伝達物質に変換して通信し、シナプス (細胞間の小さな空間) を介してニューロンからニューロンにメッセージを伝達します。

科学者たちは何十年もの間、脳は成熟すると固定された状態になり、老齢になるまでその状態が続くハードウェアであると信じてきました。しかし最近、神経科学によって、脳は実際には柔軟であることが示されました。私たちがタスクを習得し始めると、脳はその成功に貢献したすべての接続を確立し、強化します。視覚、聴覚、運動プロセスの刺激に反応すると、脳は実際に形と機能を変え、新しい接続を形成し、古い接続を作り直します。これを神経可塑性と呼びます。これは私たちの学習能力の要であり、脳トレーニングを支える科学の要です。

企業はマーケティング資料の中で、脳トレーニングの価値の証拠として神経可塑性を頻繁に引用している。結局のところ、さまざまな認知介入が生涯にわたって脳の形を変えるのに役立つのであれば、失読症、注意欠陥障害、脳卒中や脳震盪などの外傷、老齢に伴う認知機能の低下など、多くの障害はトレーニングによって治療できるはずだと彼らは主張している。それだけでなく、健康な精神を持つ人でも、情報を保持してそれを活用する器官の短期的な能力を表す専門用語であるワーキングメモリを改善できれば、利益が見られるはずだ。脳トレーニング療法やプログラムのメーカーは、これらの利点を実現するように設計されていると述べている。Integrated Listening Systems は、運動出力を管理し、前頭葉と通信して記憶、言語、感情の調整を助ける、脊髄に近い頭蓋底の領域である小脳を刺激することで脳の再編成を助けると主張している。 「IL は、断裂したり途絶えたりした神経経路を修復します」と、Integrated Listening Systems の臨床ディレクター、ロン・ミンソン氏は言います。「それは、聞くことや組織化、特に記憶に関係する新しい神経経路を作り出します。」インタラクティブ メトロノームは、ユーザーの聴覚と運動機能を同期させることで同様の効果を達成し、「ニューロタイミング」を高速化することで、感覚入力を処理する脳の能力を向上させます。他の治療プログラムでは、コンピューター ゲームを使用してメリットを提供しています。たとえば、BrainHQ は、高齢者の運転スキル向上を支援する Double Decision という製品を開発しました。これは、周辺視野を増強するためのスピード トレーニング エクササイズです。Brain Training of Maryland のクライアントは、ニーズに応じて、IM、iL、および BrainHQ や他の企業のゲームを組み合わせてトレーニングを受けることがあります。すべてのトレーニング方法において、ケイトは顧客に、偶然の一致や行動の変化を探すように伝えています。今週は鍵をどこに置いたか覚えていたかもしれないし、受けたクイズがそれほど難しくなかったかもしれない、などです。 「偶然の一致がパターンになったら、トレーニングが効果を上げ始めていることがわかります」とケイトは言います。

研究では、脳トレーニングが人々の日常生活を改善する力を持っていることが示されているようだ。ノースウェスタン大学聴覚神経科学研究所の創設者兼所長である神経生物学者のニーナ・クラウス氏は、2013年にランダム化比較試験を発表し、BrainHQのブレインフィットネスプログラムが高齢者が騒がしい環境で子音を聞き分けるのに役立つ可能性があることを実証した。

神経トレーニングの有効性に関する最も大胆な主張は、これまで実施された認知介入研究の中で最大かつ最長である、自立した活力のある高齢者向けの高度認知トレーニング (ACTIVE) から来ています。国立衛生研究所の資金提供を受けて 1998 年に開始された ACTIVE には、65 歳以上の健康な成人約 2,800 人が参加しました。参加者は、コントロール グループと、推論、処理速度、記憶力の 3 つの認知トレーニング グループに分けられました。演習には Double Decision などのゲームが含まれ、参加者は 6 週間にわたって少なくとも 10 時間プレイしました。研究者は、トレーニング直後と 5 年後、10 年後の追跡調査で参加者を評価しました (20 年間の追跡調査が間もなく実施されます)。

2014年にアメリカ老年医学会誌に掲載された報告書によると、推論と処理速度の訓練を受けた被験者は、訓練を受けていない被験者に比べて10年後の能力の低下が少なかった。しかし、最大の主張は2016年のアルツハイマー病協会国際会議で出された。処理速度の課題を実施したACTIVE参加者は、対照群と比較して10年後の認知症リスクが29％低かった。

「適切なかかわり方や訓練によって、ほとんどの人は認知症の進行から守られるでしょう」と、1980年代に聴覚神経可塑性に関する先駆的な研究で人工内耳の発明につながったポジットサイエンスの共同創設者で神経科学者のマイケル・メルゼニッチは言う。「可塑性に過ぎず、すべて可逆的です」。言い換えれば、科学は驚くべき方法で私たちの心を操作できる可能性があることが判明した。「私たちは基本的に脳を意のままに変えることができます」とメルゼニッチは言う。「訓練すれば、すぐにあなたの手を役に立たない爪に変えることができます。…または、あなたを脳に連れて行き、高速またはノイズの存在下で情報を表現する方法を改良して、本質的に優れた聞き手にすることもできます。」

他の研究者の考えはより慎重に進化している。2008年、2人の研究者が米国科学アカデミー紀要に画期的な研究を発表した。彼らは、作業記憶を鍛えるために作られたゲームをプレイした若者は、知能テストで数点高いスコアを示し、流動性知能（新しい問題を解決する能力）が向上したことを実証した。その結果は、脳トレーニングは認知障害のある人だけのものではないことを示唆した。それ以来、研究の著者の1人は期待を和らげている。スザンヌ・イェーギは、カリフォルニア大学アーバイン校の作業記憶および可塑性研究所の神経科学者で主任研究員である。彼女は、脳トレーニングが人々の現実世界での結果を改善するのにどれほど効果的であるかを疑問視する合意書に署名した科学者の1人である。脳の可塑性が存在することに疑いの余地はない。彼女によると、トレーニングに、一部の企業が主張するような幅広い利点があるかどうかは明らかではないという。イェッギ氏の研究室では、研究のために脳トレーニングプログラムを開発しているチームがあり、その研究で、個人がさまざまな方法でテクニックに反応することを観察した。改善がみられる人もいれば、みられない人もいる。NIHは、一部のプログラムが機能する理由について進行中の研究を支援している。「これらの特定のゲームを使ったトレーニングで、生涯を通じて人々が上達できるというかなり良い証拠があります」と彼女は言う。「議論になり始めるのは、それがトレーニングの一部ではなかった他のタスクにも応用できるかどうかです。」脳トレーニング企業が引用した研究の体系的なレビューでは、それらの研究に欠陥があることがわかった。心理科学協会が2016年に発表した84ページの論文では、ACTIVE研究の欠点さえ指摘している。「実際、各トレーニング計画は、訓練したタスクの改善につながり、同じスキルの近接した測定への転移がいくらか見られましたが、訓練したタスクを超えて転移したという証拠はなかった」と著者らは書いている。 「これらの研究の大半は、実際の活動への転移については調べていません」とミシガン州立大学の心理学教授で共著者のザック・ハンブリック氏は言う。「彼らは他の実験室の作業への転移について調べているのです。」

ペンシルベニア大学の研究者らが昨年夏に Journal of Neuroscience に発表したランダム化比較試験の結果によると、若年成人の場合でさえ転移の主張は疑わしいようだ。心理学教授のジョー・ケーブル氏は、ルモシティを使った認知トレーニングは若年成人の作業記憶を改善するだけでなく、意思決定能力、つまり将来の報酬のために目先の報酬を放棄する意思にも影響を与えると予想したという。しかし、実際には認知トレーニングにはまったく効果がなかったことがわかった。

「残念なことに、遠距離転移が見られなかっただけでなく、近距離転移も見られませんでした。これはさらに残念なことです」とケーブル氏は言う。「つまり、私たちは本当に『認知能力を最適化できるか』という疑問を追求していたのですが、その証拠は見つかりませんでした。」

Lumosity などの企業は、脳トレーニングには広範囲にわたる転移効果があると宣伝して加入者数を増やした。FTC は Lumos Labs に対する訴訟で、コンピューター化された認知タスクが日常的なタスクのパフォーマンスを向上させ、認知機能の低下を防ぎ、外傷性脳損傷や注意欠陥多動性障害などの健康状態に関連する機能障害を軽減できるという Lumosity の主張は、健康上の主張を裏付ける「適切で信頼できる科学的証拠」を要求する FTC の証明基準を満たしていないと述べた。「FTC の和解は十分に理解されておらず、誤解されていると思います」と Lumos Labs の研究責任者である Bob Schafer は言う。「和解は 2009 年から 2014 年までの過去のマーケティング資料に関するもので、必ずしも当社が発表した研究や製品に関するものではありません。」

グレッグのようなケースはさらに厄介だ。iL と IM トレーニングが脳震盪の症状を改善するかどうかを調べる研究はほとんどない。グレッグは神経科医、精神科医、セラピストに診てもらった。定期的に運動もしていた。しかし、脳トレーニングを始めるまで、何も本当に役に立たなかったと彼は言う。

それでも、科学者はグレッグの話を、最も基本的な話として、単なる逸話とみなすだろう。そして脳震盪に関して言えば、時間の経過とともに自然に改善することが多い症状、または作業療法、理学療法、心理療法、その他の認知矯正法を利用した標的治療も受けた患者の場合、治療の有効性を評価することは特に難しい。

「患者に、役に立っていることをするなとは絶対に言いません」と、ピッツバーグ大学医療センターのスポーツ医学脳震盪プログラムのディレクター、ミッキー・コリンズ氏は言う。「証拠がないということは、存在しないことの証拠にはなりませんよね？ 一つだけ言えるのは、私たちのクリニックでは年間約9,000人の患者を診ていますが、その誰に対しても脳トレゲームを処方していません。」

ケイトは親ならではの言い方でこう反論する。「もし私が回復を待っていたら、グレッグは今も私の地下室にいたでしょう。失業中。怒って。そして今のような状況ではなかったでしょう。」

2017 年 11 月、グレッグはワシントン DC で長い週末を過ごしました。数年前なら、このような旅行はほぼ不可能だったでしょう。彼とガールフレンドは国立アフリカ系アメリカ人歴史文化博物館を訪れ、展示物を眺めながら静かに思索するひとときを楽しみ、地下鉄に乗り、騒がしい街中を歩き回りました。これらはすべて、脳震盪の症状のためにかつてはできなかったことです。

1 年間のトレーニングの後、グレッグは学校に戻りました。彼は今年 5 月にコミュニティ カレッジを卒業し、準学士号を取得しました。彼は再び自力で生活し、運転も自分で行っています。彼は人当たりがよく、魅力的です。この夏、彼はパーソナル トレーナーとして働くほか、メリーランド州のブレイン トレーニングで 9 人のスタッフに加わりました。彼をかつての疲れと怒りにまみれた人として見ることは難しいでしょう。

科学はグレッグのような話を逸話と見なすのは当然であり、議論の決着に向けて慎重に前進し続ける必要がある。必要なのは、認知機能が訓練を通じてどのように改善され、それが現実世界の行動に反映されるかについてのさらなる研究である。NIH のような真剣な組織は、その分野で研究を行っている。また、記憶を訓練すると記憶力が向上することを明らかにした ACTIVE 研究など、現実世界のパフォーマンスを何らかの方法で評価しようとした完了した研究もある。

2017 年 12 月、Journal of Cognitive Enhancement は、認知トレーニングのメリットに焦点を当てた特別号を発行しました。巻頭の論説で、スザンヌ・イェギ氏を含むゲスト編集者は、脳トレーニングは日常生活のタスクを改善するのに効果的である可能性があるが、証拠はまだ限られていると結論付けています。それでも、その特別号に掲載されているいくつかの研究を含め、脳トレーニングが現実世界で効果を生み出す可能性があることを示唆する研究はあります。「しかし、多くの企業が主張しているほど明確で明白なものではありません」とイェギ氏は言います。

ケイト・オートマンにとって、グレッグの成果は非常に明白です。「これは薬ではありません」と彼女は主張します。「これはセラピーではありません。これはトレーニングです。」

まもなく、メリーランドのブレイン トレーニングは、全国のバーチャル予約顧客を反映して、ブレイン トレイン アメリカに名称変更されます。ケイトによると、これらの顧客は、自分の息子とほぼ同じように回復しています。そして、脳震盪以来初めて、グレッグは別の人生を送っています。「私は幸せです」と彼は言います。「人生が与えてくれるものすべてを受け入れる準備ができています。」

ワシントン DC 近郊を拠点とするジャーナリストの Andrew Zaleski 氏は、ビジネス、科学、テクノロジーに関する記事を頻繁に執筆しています。

この記事はもともと、Popular Science 誌の 2018 年春の Intelligence 号に掲載されました。