まとめ： 研究者らは、脳深部刺激（DBS）が脳卒中や外傷性脳損傷の影響を受けた患者の腕と手の筋力を改善できることを発見しました。サルと人間を対象としたテストでは、DBS は不随意運動を引き起こすことなく、筋肉の活性化と握力を即座に向上させました。
運動視床の刺激により、腕麻痺の患者は、物体を持ち上げたり掴んだりするなど、重要な運動機能を取り戻すことができました。これらの発見は、DBS が脳損傷による運動障害に苦しむ人に新しい治療選択肢を提供できる可能性があることを示唆しています。
重要な事実:
- DBS は、視床運動を刺激することにより、脳卒中および外傷性脳損傷患者の腕と手の機能を改善しました。
- サルと人間の患者は、筋力と動きの即時的な改善を示しました。
- DBS は、外傷性脳損傷または脳卒中の後の運動機能の回復に新たな希望をもたらします。
脳深部刺激は、外傷性脳損傷や脳卒中によって弱った腕と手の強さと機能を即座に改善する可能性があると、ピッツバーグ大学医学部の研究者らが本日報告した。 ネイチャーコミュニケーションズ。
サルと人間を対象とした広範なテストから得られた有望な結果は、すでに広く使用されている脳刺激技術の新たな臨床応用への道を開き、脳損傷によって引き起こされる運動障害の根底にある神経機構についての洞察を提供します。
「腕と手の麻痺は、世界中の何百万人もの人々の生活の質に大きな影響を与えています」と、ピット大学の理学医学およびリハビリテーションの助教授で上級責任著者のエルビラ・ピロンディーニ博士は述べた。
「現時点では、脳卒中や外傷性脳損傷を負った患者に対する効果的な解決策はありませんが、脳を刺激して上肢の運動機能を改善するニューロテクノロジーの利用への関心が高まっています。」
重度の脳外傷や脳卒中によって引き起こされる脳損傷は、随意運動の制御に不可欠な重要な脳領域である運動皮質と筋肉の間の神経接続を破壊する可能性があります。これらの接続が弱まると、筋肉の効果的な活性化が妨げられ、腕や手の部分的または完全な麻痺などの運動障害が生じます。
既存の、しかし弱くなっている接続の活性化を促進するために、研究者らは、脳深部刺激（DBS）を使用することを提案しました。これは、脳の特定の領域に小さな電極を配置して、異常な脳活動を調節する電気インパルスを供給する外科手術です。
過去数十年にわたり、DBS は、かつては薬物療法のみで管理することが困難だった症状を制御する方法を提供することにより、パーキンソン病などの神経疾患の治療に革命をもたらしてきました。
「DBS は多くの患者の人生を変えてきました。現在、これらの機器の安全性と精度が継続的に進歩しているおかげで、DBS は脳卒中生存者の運動機能の回復を助ける有望な選択肢として検討されています」と、このプロジェクトの上級著者で外科リーダーのホルヘ・ゴンサレス・マルティネス医学博士は述べています。博士、ピット大学の脳神経外科教授兼副院長、てんかんおよび運動障害プログラムの責任者。
「世界中の何百万人もの人々に新たな希望をもたらします。」
科学者らは、脊髄の電気刺激を利用して脳卒中患者の腕の機能を回復させるという別の成功したピットプロジェクトからヒントを得て、運動視床（運動制御の重要な中継ハブとして機能する脳の奥深くにネストされた構造）を刺激すると仮説を立てた。 – DBS を使用すると、物をつかむなどの日常生活のタスクに不可欠な動きを回復できる可能性があります。
しかし、この理論はこれまで検証されたことがなかったため、まずサルで実験する必要がありました。サルは、人間と同じ運動皮質と筋肉の接続構造を持つ唯一の動物です。
視床運動部の DBS が腕の随意運動の改善にどのように役立つかのメカニズムを理解し、インプラントの特定の位置と最適な刺激周波数を微調整するために、研究者らは脳損傷のあるサルに FDA 承認の刺激装置を埋め込み、どれだけ効果的に運動できるかに影響を与えました。自分たちの手を使ってください。
刺激をオンにするとすぐに、筋肉の活性化と握力が大幅に向上しました。重要なことに、不随意運動は観察されませんでした。
この処置が人間に有益であることを検証するために、重度の麻痺をもたらした重大な自動車事故による脳損傷によって引き起こされる腕の震えを助けるために、視床運動へのDBS移植を受ける予定の患者に同じ刺激パラメータが使用されました。両腕。
刺激が再びオンになるとすぐに、腕の動きの範囲と強さはすぐに改善されました。参加者は、適度に重い重量を持ち上げることができ、刺激がない場合よりも効率的かつスムーズにドリンクカップに手を伸ばし、掴み、持ち上げることができました。
この技術をクリニックのより多くの患者に提供できるよう、研究者らは現在、DBS の長期的な効果をテストし、外傷性脳損傷や脳卒中を患っている患者において慢性的な刺激が腕や手の機能をさらに改善できるかどうかを判断することに取り組んでいます。
この研究の他の著者は、Jonathan Ho, BS、Erin Grigsby, Ph.D.、Arianna Damiani, MS、Lucy Liang, MS、Josep-Maria Balaguer, MS、Sridula Kallakuri、Lilly Tang, BS、Jessica Barrios-Martinez, MD です。 、Vahagn Karapetyan 医師、Ph.D.、Daryl Fields 医師、Ph.D.、Peter Gerszten 医師、T. Kevin Hitchens 医師、MBA、Theodora Constantine ペンシルベニア州-C.、Gregory Adams 理学士、ドナルド・クラモンド博士、マルコ・カポグロッソ博士、全員ピット。
資金提供: この研究は、ピット大学の理学療法科、リハビリテーション科、神経外科からの内部資金によって支援されています。追加の資金は、ウォルター L. コープランド財団、ハモット健康財団、国立衛生研究所 (R01NS122927-01A1) によって提供されました。
このDBSと神経科学研究ニュースについて
独自の研究: オープンアクセス。
「運動視床の標的電気刺激による皮質脊髄出力の増強エルヴィラ・ピロンディーニら著。 ネイチャーコミュニケーションズ
抽象的な
運動視床の標的電気刺激による皮質脊髄出力の増強
大脳白質損傷により、皮質脊髄下降入力が脊髄運動ニューロンを効果的に活性化できなくなり、運動制御の喪失につながります。しかし、ほとんどの場合、皮質脊髄軸索の損傷は不完全であり、意欲的な筋肉の活性化を改善することを目的とした治療の潜在的な標的となります。
ここで我々は、皮質脊髄運動ニューロンへの直接的な興奮性結合を関与させることによって、運動視床の刺激が生き残った皮質脊髄線維の活性化を促進し、それによって運動出力を即座に増強する可能性があると仮説を立てる。
この仮説を検証するために、我々は、麻酔をかけたサルの上肢運動誘発電位と握力を強化する最適な視床標的と刺激パラメータを特定した。この増強は白質損傷後も持続します。
私たちは手術中のテスト中にこれらの結果を人間でも再現します。次に、慢性白質病変のある患者の筋力と力の制御を即座に改善する刺激プロトコルを設計します。
我々の結果は、生き残っている神経経路を標的とした電気刺激が白質損傷後の運動制御を改善できることを示している。
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#脳深部刺激により脳卒中後の腕の筋力が回復
2024-10-02 13:09:09