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電気刺激は、重度の脊髄損傷を持つ人々に希望を提供します

電気刺激は、重度の脊髄損傷を持つ人々に新たな希望を与えています。ある研究では、対麻痺の4人の若い男性が脊椎の電気刺激の助けを借りて自分で足を動かすことができることが示されています。研究者は、この治療法は、けがから数年経っても麻痺患者の予後を変える可能性があると考えています。

この発見は、「重傷を負った後でも、脊髄が機能回復の大きな可能性を秘めているという新しい展望を提供します。」写真ソース：123RF.com

2年以上麻痺していた男性は、電気刺激を使用しながら足指、足首、膝を曲げることができました。男性が物理的リハビリテーションと組み合わせて刺激を使用した場合、運動のさらに大きな改善が見つかりました。この画期的な発見の詳細は、ジャーナルBrainに掲載されました。

主治医のクラウディア・アンジェリ博士は、Frazier Rehab InstituteのHuman Locomotor Research Centerの主任研究員であり、助教授であると述べた。ルイビル大学ケンタッキー脊髄損傷研究センター（KSCIRC）。

脊髄の硬膜外刺激を受ける2人目のケント・スティーブンソンは、刺激装置が作動している間に自発的に脚を上げます。 ルイビル大学の写真提供。

電気刺激の仕組み

電気刺激には、運動を開始するために脳が通常送信する信号を模倣するために脊椎に送信される電気パルスが含まれます。電気パルスは、脊髄に外科的に配置された刺激装置を介して送られます。

胸の下で麻痺したロブ・サマーズは、この治療の恩恵を受けた最初の人でした。彼は、トレッドミルのハーネスにつり下げられ、研究者が立ったり歩いたりするのを手伝う毎日の訓練を受けながら、怪我のすぐ下の脊髄に電気パルスを受け取った。最終的に、ロブは最大4分間独り立ちできました。裁判の7か月後、ロブは自分の足の自発的なコントロールを取り戻しました。

男性は全員、脚、足首、つま先の動きをコンピューター画面に表示される波の立ち上がりと立ち下がりの視覚的な合図と同期させることができ、4人のうち3人が屈曲する力を変更することができました。 3つの異なる聴覚キューの強度に応じて、脚。

「脳が残りのわずかなつながりを利用して、この複雑な視覚的、聴覚的、知覚的情報を処理できるという事実は、驚くべきことです。脳からの情報が脊髄の適切な場所に到達しているため、人はかなり印象的な精度で運動の性質を制御できると語っています」と、研究責任者のV. Reggie Edgerton博士治療へのこのアプローチを開発するため。エドガートン博士は、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の統合生物学、生理学、神経生物学、脳神経外科の著名な教授です。

その他の健康改善

4人の男性全員が自力で体重を支えることができ、筋肉量の増加、疲労の軽減、幸福感の向上など、他の健康改善も示しました。例えば、ロブは、より良い血圧制御、体温調節、膀胱制御、および性機能を持つようになりました。

研究者は、硬膜外刺激が腕の麻痺を持つ人々を助けるために使用できるかどうかを研究しており、刺激装置を外科的に移植するのではなく、皮膚を通して脊髄刺激を提供する技術を開発していますさらに、研究者たちは、電気刺激装置の技術を進歩させて、麻痺のある人の動きをよりよく制御できるようにしている。

解説
博士によってなごしなりとマイケル・G・フェリングス

最近、細胞移植および/または薬物投与を含む脊髄損傷（SCI）の治療戦略に多くの注意が向けられています。間葉系幹細胞¹ 、ナトリウム/グルタミン酸拮抗薬² 、抗生物質ミノサイクリン³などの薬剤の試験と同様に、SCIの神経前駆細胞の臨床試験¹がすでに行われています。この文脈では、脳の現在の問題でアンジェリと同僚によって提示された研究は、SCI ^4の治療のための新しい戦略を提示します。彼らの研究では、完全な運動SCIを持つ4人の患者が登録されました。 SCIからすべての患者で2年以上が経過し、傷害レベルはC7からT5の範囲でした。硬膜外脊髄刺激ユニットは、T11 / 12のレベルで外科的に移植されました。驚くべきことに、慢性完全麻痺の4人の患者全員が、デバイスの埋め込み後すぐに硬膜外刺激によって脚の自発的な運動を取り戻しました。さらに、患者は視覚的および聴覚的合図に従って足の運動を活性化することができました。硬膜外刺激を使用した反復的な立位および自発的トレーニングは、より高い力の生成と脚の筋肉の動きの正確さを促進しました。

この研究の注目すべき点は、SCIの治療戦略が病変部位自体ではなく、脊髄の病変部位のレベル以下に焦点を合わせていることです。細胞移植療法では、損傷した神経細胞の置換と、損傷部位および損傷部位全体での軸索再生および再ミエリン化の促進に焦点が当てられています。ただし、この作業の結果は、病変部位の直接治療を行わずに、硬膜外刺激による損傷のレベルより下の予備の脊髄回路を活性化する新しい戦略を示しています。腰髄には、後肢の運動行動を制御する中枢パターンジェネレーター（CPG）が存在することが知られており⁵ 、この作業での硬膜外刺激はCPG神経回路の再活性化に寄与する可能性があります。対照的に、病変部位の高度に破壊された軸索を介して視覚と聴覚の入力が脊髄回路に降りてくるメカニズムはとらえどころのないままです。しかし、Courtineと同僚は、脊髄上入力がない場合、使用依存学習メカニズムがSCI ⁶のrod歯類モデルにおける完全な重量負荷トレッドミル運動の回復を促進できることを実証した。したがって、腰髄のCPG神経回路の刺激は、SCIの新規治療標的となり得る。

この作業の主な制限は、登録患者数が少ないことです。患者は比較的若い（平均26.9歳）が、SCIの有病率は高齢患者で増加する傾向があり⁷ 、この患者群の転帰を調べる必要がある。大規模な臨床試験での硬膜外刺激とトレーニングの機能的効果を調査するには、将来の研究が必要になります。

ソースを見る

アンジェリCA、エッジャートンVR、ゲラシメンコYP、ハルケマSJ。脳。 2014. doi：10.1093 / brain / awu038。

国立衛生研究所。脊髄刺激は、対麻痺の4人の患者が随意運動を取り戻すのに役立ちます。 http://www.nih.gov/news/health/apr2014/nibib-08.htm 2014年4月8日にアクセス。

ルイビル大学。 4人の対麻痺男性が自発的に足を動かし、麻痺コミュニティにとって「前例のない突破口」となりました。 http://louisville.edu/medicine/news/four-paraplegic-men-voluntarily-move-their-legs-an-unprecedented-breakthrough-for-paralysis-community。 2014年4月8日にアクセス。

解説参照
1. Tetzlaff W、et al。脊髄損傷に対する細胞移植療法の系統的レビュー。 J神経外傷 。 28：1611-1682、doi：10.1089 / neu.2009.1177（2011）。

2. Fehlings MG、et al。急性外傷性脊髄損傷の治療のためのリルゾール：NACTNフェーズI臨床試験の理論的根拠と設計。 J Neurosurg Spine 。 17：151-156、doi：10.3171 / 2012.4.AOSPINE1259（2012）。

3. Casha S、et al。急性脊髄損傷におけるミノサイクリンの第II相プラセボ対照無作為化試験の結果。脳。 135：1224-1236、doi：10.1093 / brain / aws072aws072 [pii]（2012）。

4.アンジェリCA、エジャートンVR、ゲラシメンコYP、ハルケマSJ。脊髄の興奮性を変えると、ヒトの慢性完全麻痺後の随意運動が可能になります。脳。 doi：awu038 [pii] 10.1093 / brain / awu038（2014）。

5. Kiehn O.哺乳類の脊髄の運動回路。 Annu Rev Neurosci 。 29：279-306、doi：10.1146 / annurev.neuro.29.051605.112910（2006）。

6. Courtine G、et al。脳入力の喪失後の非機能的脊髄回路の機能的状態への変換。 Nat Neurosci 。 12：1333-1342、doi：10.1038 / nn.2401nn.2401 [pii]（2009）。

7.マーティンND他年齢および急性頸髄損傷の死亡変曲点。 Jトラウマ 71：380-385、ディスカッション385-386、doi：10.1097 / TA.0b013e318228221f00005373-201108000-00016 [pii]（2011）。