定期的な運動は長期的にパーキンソン病患者の脳のつながりを回復させる可能性がある

オハイオ州北東部の大学病院および退役軍人医療システム（クリーブランド機能的電気刺激センター（FES）を通じて）で実施された新しい研究は、手がかりを示しています。それは、長期にわたる動的運動プログラムが、パーキンソン病患者の脳信号に対して、これまで考えられていたよりも広範囲にわたる回復効果をもたらす可能性があることを示しています。

研究者らは、参加者の脳深部刺激（DBS）装置からの記録を使用して、長期の運動プログラムがパーキンソン病によって損傷した脳のつながりを「再活性化」できるかどうかを評価した。

これまでの研究とは異なり、本研究では、第 2 世代の DBS 装置とパーキンソン病患者の長期ダイナミック サイクリング プログラムを使用して、運動症状の緩和に関連する脳の変化を解明することを目的としました。

研究の詳細は「Clinical Neurophysiology」誌に掲載されています。

このパイロット研究は、UH&VAの神経科医であるアーセフ・シャイク博士が主導しました。シャイク博士は、大学病院の研究担当副委員長、神経学教授、クリーブランドFESセンターの副医療ディレクターも務めています。

論文の筆頭著者であるプラジャクタ・ジョシ氏は、クリーブランド大学病院のシャイク研究室およびクリーブランドのルイス・ストークス退役軍人省医療センターのFESセンターに所属する生物医学工学の博士課程の学生である。

「私たちは長年にわたり、ダイナミックサイクリングトレーニングがパーキンソン病の振戦の治療に有効であることを実証してきました」とシャイク博士は述べています。「今回の研究では、深部脳刺激法と継続的な運動プログラムを組み合わせることで、長期的なトレーニングが脳内の神経接続をどのように再構築するかを視覚的に検証しています。」

シャイク博士は、この研究のもう一つのユニークで重要な要素は、2つの医療システム間の連携であり、これによりより幅広い参加者の募集が可能になったと付け加えた。

パーキンソン病患者の参加者（退役軍人を含む）は、4週間にわたり12回のダイナミックサイクリングトレーニングを行うよう指示された。参加者全員は、運動症状の治療のために脳深部刺激装置を事前に埋め込まれており、同時に電極が埋め込まれた部位の脳信号が測定された。

この研究のもう一つの重要な側面は、アダプティブサイクリングプログラムでした。この技術により、エアロバイクは患者のペダリング方法を「学習」することができます。

例えば、サイクリストはゲーム画面を見ながら、毎分80回転でペダルを漕ぎ、その速度を約30分間維持するよう指示されました。ペダリングの強度は画面上に風船で表示され、水面上に浮かびながらも、指定されたパラメータ内で維持する必要がありました。

しかし、このマシンの適応性は、参加者がどの程度の力を入れれば良いのかを推測させるものでした。バイクのモーターは80rpmに達するのを助けましたが、同時に参加者の力量に応じて抵抗を増減させました。研究者たちは、この「押し引き」のメカニズムがパーキンソン病の症状治療に特に有効であると考えています。

研究の共著者で、ケント州立大学の博士課程のララ・シゴ氏は、80rpmは人が通常ペダルをこぐ速度よりも速いと指摘するが、モーターがその速度の維持を助けるため、この速度では疲労は生じないと述べている。

素晴らしい結果

各セッションの前後に、埋め込まれた DBS 電極から脳信号記録が取得されました。

「私たちの目標は、電極が埋め込まれた脳の領域、つまりパーキンソン病の病理が発生する領域における運動の即時的および長期的な影響を理解することでした」とシャイク博士は語った。

研究者たちは脳信号に即時の変化は見られなかったが、12回のセッション後には運動制御と動作を司る信号に測定可能な変化が見られることに気づいた。

ジョシ氏と研究チームは、「現在のDBSシステムは脳活動に関する新たな知見を提供していますが、電極が設置された領域からの信号しか記録できないという制約があります。他の脳領域が寄与している可能性は未だに解明されていません。」と述べています。

ジョシ氏は、鍵となる洞察について次のように説明しています。「より広範な回路が関与している可能性があります。運動によって複数の上昇・下降経路が影響を受ける可能性があり、運動症状の改善を媒介するネットワークレベルでの変化を引き起こしている可能性があります。」

ジョシ氏は、さらなる研究によってより多くの答えが得られるかもしれないと付け加えた。「朗報としては、次の研究によってパーキンソン病の画期的で個別化された治療法に近づくことができるかもしれないということです。」