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パーキンソン病のためのより安全な電気療法
齧歯動物の新しい研究によると、小さな白金電極を介して脊髄に電気刺激を与えると、パーキンソン病の重度の運動障害を、現在臨床で使用されているはるかに煩わしい手順と同じくらい効果的に緩和できます。科学者によると、この所見が人間で確認された場合、電気療法をより安全で広く利用できるようにすることで、この手順は病気の治療を劇的に改善する可能性があります。
脳を刺激する： 電気刺激が脊髄に加えられる前（上）と後（下）のパーキンソン症候群ラットの脳の神経活動。刺激は興奮性（赤）と抑制性（青）の神経反応の洪水を誘発しました。
パーキンソン病は、ドーパミンと呼ばれる神経伝達物質を生成、排泄、再吸収する脳細胞が不思議なことに死に始めたときに発症する神経変性疾患です。患者は最初に筋肉の震えを発症します。病気の後期では、彼らの手足は硬直し、彼らの動きは痛みを伴う這うように遅くなります。この病気は、ドーパミンをレボドパまたはL-ドーパと呼ばれる薬に置き換えることで治療できますが、薬は時間の経過とともにその効果を失います。薬が効かなくなると、患者はしばしば脳深部刺激療法と呼ばれる侵襲的な外科的治療に目を向けます。これは、電気ペースメーカーを使用して、脳の非常に特定の領域にパルスを送ります。これまでに、何千人ものパーキンソン病患者が脳インプラントを受けています。
デューク大学の研究者は、パーキンソン病の可能な治療法として脊髄を刺激するという考えに偶然出くわしました。パーキンソン病に特徴的な症状を示すように設計されたラットを調べていると、脳の2つの領域、皮質と大脳基底核のニューロンのグループが同期して発火していることに気づきました。リズミカルな活動は、てんかんの患者に見られる軽度の継続的な発作を彷彿とさせます。私はこれを10年前に見たことがあります、と言います ミゲルニコレリスのプレースホルダー画像 、神経生物学の教授であり、デューク大学の神経工学センターの共同ディレクター。当時、ニコレリスと彼の共同研究者たちは、末梢神経を刺激することによってリズミカルな発作を混乱させる方法を探していました。
ニコレリスは、同様のアプローチがパーキンソン病にも有効である可能性があると推論しました。そこで彼と彼の学生であるロムロ・フエンテスは、ドーパミンが枯渇したマウスとラットを取り、脊髄の基部に小さな白金電極を取り付けました。小さな電流でそれらを刺激したとき、私たちは、人々がこの脳深部刺激を行ったときに得られるものと同じ、そしてさらに優れた効果を得た、とニコレリスは言います。パーキンソン症候群の動物のゆっくりとした硬い動きは、健康なマウスとラットの行動に置き換えられました。
ニコレリスとフェンテスが電気刺激とL-ドーパを組み合わせたとき、その効果はさらに驚くべきものでした。電気パルスは、典型的な薬剤投与量のわずか20％と組み合わされて、通常は時間の経過とともに蓄積する薬剤耐性を再現するようには見えずに、L-ドーパ療法を模倣した長期的な効果をもたらしました。研究は昨日ジャーナルに掲載されました 化学 。
インプラント自体は、脳深部刺激療法に使用されるものよりもはるかに簡単な手術であり、副作用のリスクがはるかに低くなります。デバイスは比較的表面的で、脊髄の表面の椎骨の真下に配置されています。これは非常に簡単で半侵襲的な手順です、とニコレリスは言います。将来的には、これを非侵襲的に行うことができるようになる可能性があります。これは、実際に皮膚や骨に電流を流してこれらの繊維を興奮させる方法があるためです。ニコレリスは、人間の治験を開始する前に、チンパンジーでの治療をテストすることを計画しています。慢性疼痛を治療するために、少なくとも1つの脊髄刺激療法がすでに臨床で使用されています。
脳深部刺激療法は、後期パーキンソン病の治療の展望を変えましたが、それでも非常に複雑で、費用がかかり、侵襲性の高い治療法であると言います。 パトリック・エービッシャー 、ローザンヌにあるスイス連邦工科大学の学長。人間でこれを行うことができれば、それは素晴らしいステップになるだろうと彼は言い、電気刺激をはるかに幅広い患者グループが利用できるようにします。非侵襲的なデバイスはさらに魅力的です。これを経皮的に行うことができれば、球技全体を変えることができると、Aebischer氏は言います。これは、電気生理学を使用してパーキンソン病を治療するための非常に興味深い新しい可能性を開きます。
しかし、研究はまだ始まったばかりです。これらは実験データであることを覚えておく必要があります、と言います アリムベナビッド 、フランスのグルノーブルにあるジョセフフーリエ大学の生物物理学の名誉教授で、1980年代後半に脳深部刺激療法を開発しました。これがレボドパ治療または現在の脳深部刺激療法に取って代わることができるかどうかを言うのは時期尚早です。しかし、ベナビッドは、歩行に問題のある凍結歩行障害の患者における別の種類の脳深部刺激療法（視床下核の刺激）と組み合わせて、次の一連の試験で脊髄刺激を追加することをすでに検討しています。
ニコレリスは、治療がどのように機能するかはわかりませんが、脊柱をターゲットにすることで、体から脳内の複数のターゲットに触覚情報を運ぶ役割を果たしていると信じています。彼と彼の同僚は、脳内の単一のスポットではなく、神経回路全体のダイナミクスに影響を与えます。パーキンソン病はニューロンのタイミングの病気です、と彼は言います。私の腸の感覚は、これが運動皮質と大脳基底核および他の場所でこれらのニューロンを非同期化するので、これが機能するということです。これにより、それらの同期が解除され、位相がずれます。これは、システムに少しのノイズが発生するのとほぼ同じです。
脊髄に焦点を当てることで、ニコレリスは、あなたが病気に近づく方法の非常に興味深い変化を見ています。体系的な観点からアプローチし、回路全体を見て、回路全体にアクセスできるようにしています。科学者たちは現在、脊髄刺激をL-ドーパと組み合わせて早期に開始することで、病気の進行を遅らせたり、予防したりできるかどうかを調べています。