深部脳刺激はアルツハイマー病に有効か？

パーキンソン病うつ病アルツハイマー病が脳刺激治療で改善！アンドレス・ロザーノ　ted 日本語字幕 (十一月 2024)

それはスタートレックのメーカーからの何かのように聞こえます、しかし研究者は軽いアルツハイマー病を持っている人々のための深い脳刺激の使用で可能性が現れるのを見ています。そして、薬物療法は利用可能だがその利益が限られている世界では、アルツハイマー病を治療および予防するための代替療法を開発し続けることが重要です。

深部脳刺激とは何ですか？

深部脳刺激（DBS）は、電極を脳の内部に配置し、脳の活動を刺激するために小さな電気パルスを発するようにプログラムされている手順です。

DBSはパーキンソン病患者に数年間使用されており、振戦や筋肉の収縮を軽減し、姿勢を改善することに大きな成功を収めています。うつ病や強迫性障害などの他の病状の治療にも研究されています。

電極はどのように脳内に配置されますか？

簡単な答え：脳外科手術。 DBSを可能にするためには、ワイヤーを脳に挿入する必要があります。局所麻酔を使用して、脳神経外科医は患者の頭蓋骨に穴を開け、慎重に脳のさまざまな領域にワイヤーを通します。（局所麻酔は、患者が起きているのに体の一部が麻痺している場合に使用できます。脳自体は痛みを感じることができないからです。）

次に、ペースメーカーのような機械が全身麻酔下で人の胸部に埋め込まれ、そこで最終的に１秒間に１３０個の小型電気インパルスをワイヤ、そしてその結果として脳に送達することができる。最初に植え込まれると、刺激装置はオフにされます。手術の数日後または数週間後に刺激装置の電源が入り、脳に電気的インパルスを伝え始めます。

アルツハイマー病を治療するために使用されるとき、それらのワイヤは通常脳内の円蓋に接続されています。 Johns Hopkins Medicineによると、「円蓋は、海馬、学習が始まり記憶がなされる脳の部分、そしてアルツハイマー病の最も初期の症状が現れるように見える脳の部分に情報をもたらすのに役立つ脳経路経路です」。

深部脳刺激はどのように機能しますか？

それが機能する理由についてはいくつかの理論がありますが、まだ決定的な答えはありません。パーキンソン病では、それは脳の誤った発射を妨害しそして妨害すると考えられています。

事実、DBSについての研究者の理解は非常に限られているので、DBSが彼の食欲を制御する方法として病的に肥満である男性でテストされていたときにそれをアルツハイマー病に利用する可能性は偶然発見された。彼らはワイヤーの配置と電気的なインパルスで彼をテストしていたので、彼は鮮やかな記憶を報告しました。彼らが衝動を消したとき、記憶は消えました、そして、彼らが刺激装置を再び入れたとき、記憶は戻りました。これはおそらく脳とそれが持っている記憶を刺激する方法があるという認識につながりました。

安全ですか？

DBSはかなり安全なようです。脳外科手術の考えは非常に危険に聞こえますが、専門家はこの手順は実際にはそれが聞こえるほど侵襲的ではないと言います。脳外科手術には常にリスクがあります。しかし、パーキンソン病を患っている世界中の10万人以上の人々が、最小限の問題でDBSを受けています。リスクには、感染、機器の誤動作、ストローク、バッテリの故障、およびワイヤの移動が含まれます。

深部脳刺激とアルツハイマー病に関する研究

フェーズⅠ研究

2010年に、Annals of Neurology誌は、6人が早期アルツハイマー病と診断された、カナダで行われた第I相臨床試験の概要をまとめた研究を発表しました。彼らはそれぞれ、彼らの脳に外科的に埋め込まれた深部脳刺激装置を有し、そして１２ヶ月間の連続的な電気刺激を経験した。 6ヵ月後と12ヵ月後の認知機能の検査では、6人の参加者のうち3人において改善、または予想よりも少ない減少が示されました。

さらに、脳のグルコース代謝を評価するためにＰＥＴスキャンが使用された。これは脳が脳燃料の糖を分解する能力であり、脳内のニューロンの活動レベルの指標ともなり得る。アルツハイマー病患者は通常、経時的なグルコース代謝の低下を示しますが、これら6人の研究参加者は研究を通して維持された増加を示しました。興味深いことに、アルツハイマー病の脳内で糖分を分解する能力が低下しているため、一部の研究者はアルツハイマー病を「3型糖尿病」と呼んでいます。

第二相研究

Johns Hopkinsによる第II相試験では、45〜85歳の患者42人がアルツハイマー病を標的とするためにDBSに参加した。彼らはそれぞれ2012年から2014年の間に植込みのためにDBS手術を受けました。そのうちの半分は2週間後に刺激装置の電源を入れ、残りの半分は12ヶ月後に電源を入れました。医師も患者も刺激剤がいつ活性化されるかを知らなかったので、これは二重盲検試験であった。

認知はADAS-Cog 13を含む複数のテストを通してこの研究で評価されました。脳のグルコース代謝も脳の異なる領域で測定されました。

この研究の結果は興味深く、そして必ずしも期待されたものではなかった。刺激剤の移植後6ヶ月で、脳グルコース代謝は有意に増加したが、それらの増加は12ヶ月で持続されなかった。さらに、反応の年齢に関連した違いが注目されました。 65歳以上の参加者は、認知機能と脳内グルコース代謝の改善を示しました。 65歳未満の人はどちらの分野でも有意な改善は見られませんでした。研究者らは、この効果は、遅発型アルツハイマー病患者と比較して、アルツハイマー病患者（早期発症型アルツハイマー病）の若年者における脳構造の悪化の悪化に関連している可能性があると理論づけた。

脳に対するDBSの効果のまとめ

アルツハイマー病に対するDBSの効果は、これらの第I相および第II相臨床試験を通じて研究されていますが、それが脳にどのように影響するかについての情報も他の研究やパーキンソン病の治療を含む次のような効果があります。

全体的な認知度の向上複数の神経心理学的試験によって測定されるように、アルツハイマー病を有する人々を対象としたDBSに関する研究は、参加者の何人かについて認識の改善をもたらした。これらのテストは、記憶、オリエンテーション、単語認識などを含む、脳機能のいくつかの側面を測定します。

海馬体積の増加：海馬（記憶に関連する脳の一部）は加齢の存在により、そしてより顕著にはアルツハイマー病において萎縮するが、ＤＢＳはアルツハイマー病の人の海馬の体積を増加させることが見出された。海馬の体積は記憶機能と相関しています。

脳内グルコース代謝の増加上記で強調したように、ＤＢＳを受けた何人かの被験者は脳の複数の領域でグルコース代謝の改善を示した。

円蓋および乳頭体の量の増加：脳内の円蓋および哺乳動物体（どちらも記憶機能に関連している）は、アルツハイマー病患者のDBS後に増加した体積を示した。

より高いアセチルコリンレベル：ＤＢＳはまた、アセチルコリンの放出を引き起こすことが研究において示されている。アセチルコリンは、脳内のある神経細胞から次の神経細胞にメッセージを伝達するのに役立ちます。

空間メモリの増加ラットの円蓋への深部脳刺激の後、彼らは迷路をナビゲートする能力において空間記憶の改善を示した。動物実験は必ずしも人間に移転するわけではありませんが、実験手順の安全性と有効性に関する洞察を私たちに提供することがよくあります。

口頭での流暢さの減少パーキンソン病患者では、深部脳刺激が長年使用されてきており、非常に良い結果が得られています。しかし、いくつかの研究では、これらの個人の中には言語の流暢さが低下していることがわかったものがあります。パーキンソン病患者の多くは、この危険性が脳深部刺激が彼らにもたらす利益に値すると感じていますが。アルツハイマー病の人にとっては、それほど価値のあるリスクとは考えにくいかもしれません。

倫理的配慮

ヒトで複数の研究が行われてきたが、何人かの研究者は、人々とのさらなる研究を続ける前に、動物においてDBSを使用する追加のそして拡大された研究を求めている。彼らは、いくつかの認知改善を経験したDBS研究参加者がいる一方で、深い脳刺激の後にいくつかの認知領域で衰退した他の少数の者もいたことを指摘します。

これらの研究者たちはまた、脳の深部刺激がどのように機能するかについて理解が不足しているという事実も強調しています。したがって、彼らは人々との臨床試験を拡大する前に、より多くの情報を入手することを勧めます。