脊髄刺激により女性は再び腕を動かせるようになる

Mar 02, 2024

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2023 年 2 月 20 日

ピッツバーグ — 脊髄を刺激するニューロテクノロジーにより、腕と手の可動性が即座に改善され、中等度から重度の脳卒中を患っている人々が通常の日常活動をより簡単に行えるようになったと、ピッツバーグ大学とカーネギーメロン大学の研究者らが本日Nature Medicine誌に報告した。 首に沿って埋め込まれたスパゲッティの束に似た一対の薄い金属電極が無傷の神経回路に作用し、脳卒中患者が拳を完全に開閉したり、腕を頭の上に上げたり、フォークとナイフを使ってステーキを切ったりできるようになります。何年ぶりか。 「特定の脊髄領域を電気刺激すると、患者は刺激なしではできない方法で腕を動かすことができることがわかりました。 おそらくさらに興味深いのは、数週間使用した後、刺激をオフにしてもこれらの改善の一部が持続することを発見し、脳卒中治療の将来に向けた刺激的な道筋を示していることです。」 D.、ピット大学神経外科助教授。 「これまでに構築された長年にわたる前臨床研究のおかげで、私たちは、病院に簡単に導入でき、研究室から診療所にすぐに移行できる、FDA が承認した既存の臨床技術を適応させた、実用的で使いやすい刺激プロトコルを開発しました。 」 脳卒中に関して、心臓専門医は厳しい未来を予測している。世界では、25歳以上の成人の4人に1人が一生のうちに脳卒中を患い、その75％は腕と手の運動制御に重大な障害を永続的に抱えることになる。彼らの身体的な自律性を制限します。 現在、脳卒中発生から約6か月後に始まる、いわゆる慢性期の脳卒中における麻痺の治療に効果的な治療法はありません。 研究者らによれば、この新技術は、永続的であると考えられていた障害を抱えて生きる人々に希望を与える可能性があるという。 「脳卒中後の運動障害に苦しむ人々のための効果的な神経リハビリテーションのソリューションを開発することは、ますます緊急になっています」と、上級共著者である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あるエルビラ・ピロンディーニ博士は述べた。 「脳卒中による軽度の障害でも、社会生活や職業生活から人々を孤立させ、非常に衰弱させる可能性があります。腕や手の運動障害は特に負担となり、書く、食べる、着替えるなどの簡単な日常生活に支障をきたします。」 脊髄刺激技術は、脊髄の表面に配置された一連の電極を使用して、脊髄内の神経細胞を活性化する電気パルスを供給します。 この技術はすでに、重度の持続性の痛みの治療に使用されています。 さらに、世界中の複数の研究グループは、脊髄損傷後に脊髄刺激を使用して脚の動きを回復できることを示しました。 しかし、人間の手の独特の器用さは、肩の腕の広い可動範囲と、腕と手を制御する神経信号の複雑さと相まって、非常に高い一連の課題を追加します。 コンピュータモデリングと腕の部分麻痺を患うマカクザルでの動物実験を含む数年にわたる大規模な前臨床研究の後、研究者らはこの最適化された治療法を人間でテストすることを許可されました。 「腕と手からの感覚神経は、四肢の筋肉を制御する脊髄の運動ニューロンに信号を送ります」と、共同上級著者でカーネギー神経科学研究所機械工学教授のダグラス・ウェーバー博士は述べています。メロン大学。 「これらの感覚神経を刺激することで、脳卒中によって弱った筋肉の活動を増幅させることができます。 重要なのは、患者が自分の動きを完全にコントロールできることです。この刺激は補助的なものであり、患者が動こうとしているときにのみ筋肉の活性化を強化します。」 個々の患者に適応した一連のテストでは、参加者は刺激によって、中空の金属シリンダーの移動から、スープの缶などの一般的な家庭用品の掴み、錠の開錠に至るまで、さまざまな複雑な作業を実行できるようになった。 臨床評価では、頸部神経根を標的とした刺激により、腕と手の筋力、可動範囲、機能が即座に改善されることが示されました。 予想外なことに、刺激の効果は科学者が当初考えていたよりも長く持続するようで、装置が取り外された後も持続することから、上肢の回復のための補助的および修復的方法の両方として使用できる可能性があることが示唆されています。 実際、刺激の即時効果により、激しい身体トレーニングの実施が可能になり、その結果、刺激がない場合にはさらに強力な長期的な改善につながる可能性があります。 今後、研究者らは、どの脳卒中患者がこの治療法から最も恩恵を受けることができるのか、また、さまざまな重症度レベルに合わせて刺激プロトコルを最適化する方法を理解するために、追加の試験参加者を登録し続けています。 さらに、ピットと CMU が設立した新興企業 Reach Neuro は、この治療法を臨床応用するために取り組んでいます。 Reach Neuro Inc. のマーク・パウエル博士。 ニキル・ヴェルマ、理学士、カーネギーメロン大学。 とピットのエリン・ソレンセン理学士は共同筆頭著者です。 この研究の追加著者は、Erick Carranza, BS、Amy Boos, MS、Daryl Fields, MD, Ph.D.、Souvik Roy, ​​BS、Scott Ensel, BS、Jeffrey Balzer, Ph.D.、Robert Friedlander, MD、Georgeです。 Wittenberg医師、Ph.D.、Lee Fisher医師、Peter Gerszten医師、いずれもピット在住。 ニューヨーク大学のベアトリス・バーラ博士。 コロンビア大学のジェフ・ゴールドスミス博士。 ジョンズ・ホプキンス大学のジョン・クラカウアー博士。 このプレスリリースで報告された研究は、受賞番号 UG3NS123135 の下で NIH BRAIN Initiative によって支援されました。 内容は著者のみの責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。 ピット大学の神経外科および理学療法・リハビリテーション学部、カーネギーメロン大学の機械工学部および神経科学研究所からも追加の研究支援が提供されました。 博士たち。 カポグロッソ氏、ゲルシュテン氏、ピロンディーニ氏は、この研究で評価されているテクノロジーに関心を持っている Reach Neuro, Inc. に金銭的利害関係を持っています。 これらの財務上の利益相反は、研究のための利益相反ポリシーに従ってピッツバーグ大学によって検討され、管理されています。