スマートペースメーカーが昼夜を問わずパーキンソン病の症状をコントロール

適応型脳深部刺激療法（aDBS）と呼ばれるこの新しい治療法は、AIを活用した手法を用いて患者の脳の活動を監視して症状の変化を検知する。

それを検知すると、正確に調整された電気刺激で介入します。この治療法は、パーキンソン病患者が症状を抑えるために服用している薬を補完するもので、薬が効いているときは刺激を少なくして過度の動きを防ぎ、薬が効かなくなったときは刺激を多くして硬直を防ぎます。

脳インプラント技術が クローズドループ技術は、パーキンソン病患者が日常の活動をしている間に機能します。

「この研究は、特定の時点における各患者のニーズに適応する深部脳刺激システムの開発に向けた大きな一歩です。適応型深部脳刺激は、他の症状を悪化させることなく残存症状の管理を支援することで、パーキンソン病を患う一部の人々の生活の質を向上させる可能性があります」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校の医学博士、博士であるメガン・フランコウスキー氏は語っています。 BRAINイニシアチブ。

最初の研究では、研究者らは4人を対象に臨床試験を実施し、この方法が日中に効果があるかどうかを、脳インプラントを使用した従来の脳深部刺激（DBS）技術と比較した。

治療が各参加者に最大限の緩和をもたらすことを確実にするために、研究者は参加者に最も悩まされている症状を特定するよう依頼した。新しい技術により、それらの症状は50％軽減された。結果は「ネイチャーメディシン‘。

«これがパーキンソン病に対する脳深部刺激療法の未来だ「」と、この研究の主執筆者の一人であるフィリップ・スター氏は言う。

10年間の研究

スター氏は10年以上にわたってこの技術の基礎を築いてきた。2013年にはパーキンソン病に関連する異常な脳リズムを検出し記録する方法を開発した。2021年には、同氏のチームは運動症状に対応する脳リズムの特定のパターンを特定した。

今年初め、UCSFの研究者らは サイモン・リトル彼らは「ネイチャーコミュニケーションズ「適応型脳深部刺激療法は、多くのパーキンソン病患者に起こる不眠症を軽減する可能性がある」

「適応型脳深部刺激法によって私たちが成し遂げた大きな変化は、患者が症状の範囲のどこにいるのかをリアルタイムで検出し、その領域に必要な刺激の量を正確に合わせることができるようになったことです」と、両研究の主任著者であるリトル氏は述べた。

パーキンソン病は、世界中で約 1,000 万人が罹患しています。この病気は、運動を制御する役割を担う脳の深部にあるドーパミン産生ニューロンの喪失によって起こります。これらの細胞の欠損は、気分、意欲、睡眠に影響を与える非運動症状を引き起こすこともあります。

治療は通常、これらの細胞が生成できなくなったドーパミンを補充する薬であるレボドパから始まります。しかし、薬が効き始めると脳内に過剰なドーパミンが溜まり、ジスキネジアと呼ばれる制御不能な動きを引き起こすことがあります。薬の効果がなくなると、震えや硬直が再発します。

患者によっては、一定レベルの電気刺激を与える従来の持続電気刺激 (DBS) 装置の埋め込みを選択する場合があります。持続電気刺激により、必要な薬剤の量を減らし、症状の変動を部分的に緩和できますが、装置が過剰または不足して、日中に症状が極端な変動を起こすこともあります。

人の変化するドーパミンレベルに適応できる DBS システムを開発するために、スターとリトルは、さまざまな症状に伴う脳信号を認識できる DBS を作成する必要がありました。

これまでの研究では、運動を調整する脳深部領域である視床下核（STN）におけるこれらの症状に関連する脳活動パターンが特定されていた。これは持続的な脳深部刺激が刺激する領域と同じであり、スター氏は刺激によって、脳が受け取る必要のある信号が弱まるのではないかと考えた。

そこで彼は、運動皮質と呼ばれる脳の別の領域で、DBS刺激によって弱められない代替信号を発見した。

次の課題は、これらの動的信号を使用して実験室外の環境で DBS を制御できるシステムを開発する方法を見つけることでした。

リトル氏はスター氏とチームと協力して、さまざまなレベルの薬物と刺激でこれらの非常に変動の大きい信号を検出する手法を開発した。

彼らは数か月かけて、これらすべてをカスタム アルゴリズムに変換し、各患者の症状状態に関連する固有の脳活動を記録、分析、対応できるデータ分析プロセスを作成しました。

しかし、 持続的な脳深部刺激療法は日中の運動症状を軽減することを目的としており、一般的に不眠症を軽減するものではありません。

しかし、過去10年間で、不眠症、気分障害、記憶障害がパーキンソン病患者に与える影響についての認識が高まってきました。

そのギャップを埋めるために、リトル氏はパーキンソン病の患者4人と、関連する運動障害であるジストニアの患者1人を対象に独立した試験を実施した。

‘に掲載されたこの記事ではネイチャーコミュニケーションズ‘では、このデバイスはさまざまな睡眠状態に関連する脳の活動を認識できることが示され、また、人が夜中に目覚める可能性が高いことを示す他のパターンも認識できることが示された。

科学者たちは現在、さまざまな神経疾患に対する同様の閉ループ深部脳刺激治療法を開発している。

「パーキンソン病の治療だけでなく、おそらく、患者に多大な影響を与える可能性があると考えています。 うつ病や強迫性障害などの精神疾患 スター氏はこう語る。「私たちは神経刺激療法の新しい時代の始まりにいるのです。」