電極で脳を刺激してうつ病やOCDを治療する

非侵襲性脳刺激は、手術やインプラントなしでさまざまな神経学的および精神医学的疾患を理解し、治療するための新たな希望であると、ロンドン大学生命科学部のフリードヘルム・フンメルとピエール・ヴァシリアディスは言う。 EPFL （スイス）この分野における新たなアプローチの先駆者となり、依存症やうつ病などの症状の治療の新境地を切り開きました。

彼の研究は、経頭蓋側頭葉干渉電気刺激（tTIS）を活用し、いくつかの重要な認知機能の制御中枢であり、さまざまな神経学的および精神医学的病理に関与する深部脳領域を特にターゲットにしています。

‘に掲載されたこの研究は、自然 人間の行動 ‘は、医学、神経科学、コンピューティング、エンジニアリングを統合して脳の理解を深め、人生を変える可能性のある治療法を開発する学際的なアプローチを強調しています。

神経疾患は、複数の脳領域と回路が関与する複雑な病理であるという特徴があります。脳機能の複雑性と理解の浅さ、そして侵襲的処置なしで脳の深部構造に治療を施す難しさから、神経疾患の治療は極めて困難です。

「侵襲的な脳深部刺激療法は、依存症の抑制やパーキンソン病、強迫性障害、うつ病の治療に、すでに深部の神経制御中枢に適用され、効果を上げている」とハメル氏は言う。 私たちのアプローチの主な違いは、非侵襲的であることです。つまり、これらの領域をターゲットにするために、頭皮に低レベルの電気刺激を使用します。»。

2組の電極

論文の筆頭著者であるヴァシリアディス氏は、この新しいタイプの刺激は、頭皮に接続された2対の電極を使用して脳内に弱い電界をかけるものだと説明している。「これまでは、低レベルの電界が頭蓋骨からより深い部分までのすべての領域を刺激し、治療の効果を失わせてしまうため、非侵襲的技術でこれらの領域を具体的に狙うことはできなかった。」 このアプローチにより、神経精神疾患において重要な脳深部領域を選択して刺激することが可能になります。“、 説明する。

この革新的な技術は、時間的干渉の概念に基づいています。この概念は、当初はげっ歯類モデルで研究され、現在では EPFL チームによって人間への応用に成功しています。この実験では、1 組の電極を 2000 Hz の周波数に設定し、もう 1 組を 2080 Hz に設定します。脳構造の詳細な計算モデルのおかげで、電極は頭皮上に特別に配置され、信号がターゲット領域で交差するようにします。

ここで干渉の魔法が起こります。2 つの電流間のわずか 80 Hz の周波数差が、ターゲット ゾーン内での有効な刺激周波数になります。この方法の優れた点は、その選択性にあります。高い基本周波数 (例: 2000 Hz) は、ニューロン活動を直接刺激しないため、介在する脳組織は影響を受けず、効果はターゲット領域のみに集中します。

この最新の研究の焦点は、報酬と強化のメカニズムにおいて重要な役割を果たす人間の線条体です。「私たちは、強化学習、つまり報酬を通じて学習する方法が、特定の脳周波数をターゲットにすることでどのように影響を受けるかを調べています」とヴァシリアディス氏は強調します。

研究チームは、線条体に80Hzの刺激を与えることで、線条体の正常な機能を変化させ、学習プロセスに直接影響を与えることができることを発見した。

彼の研究の治療上の可能性は計り知れず、特に報酬メカニズムが重要な役割を果たす依存症、無関心、うつ病などの症状に対してその可能性は大きい。例えば、依存症では、人々は報酬を誇張する傾向がある。私たちの方法は、この病的な過度の強調を軽減するのに役立つ可能性がある。「」と、ルーヴァン大学神経科学研究所の研究員でもあるヴァシリアディス氏は言う。

さらに、研究チームは、さまざまな刺激パターンが脳の機能を変化させるだけでなく、潜在的に改善できる可能性についても研究している。「この最初のステップは、80 Hz が線条体に影響を及ぼすという仮説をテストすることであり、私たちはその機能を中断することでこれを達成しました。「私たちの研究は、特に学習能力が低下した高齢者において、運動行動の改善と線条体の活動の増加にも有望であることを示しています」とヴァシリアディス氏は付け加えた。