視床を標的とした脳深部刺激は脳損傷患者の認知力を改善する

雑誌に掲載された最近の研究では 自然医学研究者らは、中等度から重度の外傷性脳損傷（msTBI）を持つ個人を対象に、視床中央外側核（CL）および関連する背側内側被蓋路（CL/DTTm）内の脳深部刺激（DBS）の有効性と安全性を評価した。

研究では、msTBI患者の実行機能と情報処理速度の欠陥が生活の質と社会復帰を損ない、CL視床核が重要な結節点であることが示唆されている。 現在のところ、これらの異常に対する効果的な治療法はなく、「平均回路理論」では CL の活動低下が一因であるとされています。

待機: 外傷性脳損傷における視床深部脳刺激：第 I 相ランダム化実現可能性研究。 画像クレジット: Cypro/Shutterstock

研究について

現在のランダム化第1相実現可能性研究では、研究者らは、日常生活機能と雇用適性に影響を与える、外傷性脳損傷に関連する慢性障害を持つヒトにおけるCL DBIの有効性と安全性を評価した。

研究の目標は、視床 DBS 電極を使用して、msTBI 患者の持続性認知障害の治療法を開発することでした。 視床の中央外側核の側方部分とそれに付随する DTTm 線維の束が刺激標的として選択されました。 彼らは生物物理学的モデリングを実行し、刺激の振幅と位置に応じて CL/DTTm パッケージ内の仮想脳刺激電極の向きを各個人に合わせました。 研究者らは、認知障害の治療における視床 DBS の安全性と有効性を調査しました。

この試験にはmsTBI患者も含まれていた [Glasgow Coma Scale (GCS) scores of 3 to 12]機能障害および認知障害 (GOS-E スコア 5 ～ 7)。 チームは治験への419件の申請を受け取り、15人の参加資格を評価した。 2018年8月から2021年5月までに6人が登録され、無作為に割り当てられた。チームは不適格な9人を除外し、外傷性脳損傷の病歴のある男性4人、女性2人の計6人を分析対象とした。

研究者らは、手術後30日間、44日間、または58日間続く3つのベースライン状態のいずれかに参加者をランダムに割り当てた。 参加者は、漸増段階、90 日間の非公開治療期間、および 21 日間の治療継続または中止期間の後、二重盲検法を実施して、最終転帰評価に対する参加者と試験者の偏見の影響を最小限に抑えました。 主な有効性の結果は、処理速度で測定される実行制御の向上と、ベースライン（術前）から治療の終了までのトレイルメイキングテストパートB（TMT-B）を完了するのに必要な時間が少なくとも10％短縮されたことでした。治療期間は2年、治療期間は3か月。

研究者らは、半構造化インタビューを実施し、事後分析を実行して、人間の CL/DTTm 構造内での電極埋め込みの一貫性を調べました。 彼らはカスタム データ処理パイプラインを構築し、前臨床結果を翻訳するための DBS 活性化の重要な構造として CL ニューロンと DTTm 線維束を特定しました。 白質自由範囲磁気共鳴画像法 (MRI)、自動視床セグメンテーション、DTI、印加電場の生物物理学的モデリングを使用して、5 人の個人間の電極配置を調整する合成アトラスが作成されました。 研究者らはEEG誘発反応を評価して個人間の生理学的効果の一貫性を評価し、その結果をMSTBI患者の2つのサブグループの結果と比較した。

結果

6 人全員が問題なく両側 DBS リードを獲得しました。 新しい視床イメージングとセグメンテーション手順、および生物物理学的推定モデルにより、参加者の中心側核と DTTm 線維の正確な位置特定が可能になりました。 5人の患者がすべての転帰評価を完了し、主要目標（TMT-Bにおけるベースラインから治療相の終了までの改善閾値10％、改善中央値32％）を達成した。

2 人の被験者は改善基準に達し、2 人は安定を維持し、1 人は第 2 の最終目標である TBIQoL 疲労の変化の減少基準を満たしました。 4 人の研究参加者 (平均 33%) が 10% 以上の改善を示しました。 5人の被験者全員が視覚検索速度に関してより良いTMT-Aスコアを示しましたが、これは胸部前頭機能とデータ処理速度に関連している可能性があります。 時間制限のある状況での選択的注意を測定するラフ 2&7 テストでは、テストを完了した 4 人が大幅に向上していることが明らかになりました。

2 名が GOS-E 下位障害カテゴリの中上級レベルに進みました。 残りの 3 人の機能状態は一定のままでした。 研究チームは、脳深部刺激への曝露に先立って、2つの期間（手術後と治療開始時）にわたってTMT-Bスコアを評価した。 5 人のうち 3 人は、盲検無作為離脱フェーズに自発的に参加しました。 無作為にOFF状態に割り当てられた被験者1名のみがTMT-Bスコアの34%低下を示し、離脱効果が示唆された。

萎縮の違いにもかかわらず、この研究では、被験者全体でCLの側翼からDTTmまでの線維の流れを検出するための同様のターゲティング方法が検出されました。 前脳における P4 半球の時間経過と空間的局在は同等であり、P4 が両半球で治療的刺激を受けたことを示唆しています。

全体として、研究結果は、CL/DTTm を使用した脳深部刺激 (DBS) が、慢性回復期間を通じて msTBI 患者の実行制御を改善できることを実証しました。 結果は、DBSが一次および機能評価と、疲労、心理的健康、および全体的な機能に対処する二次測定を使用して実行機能を強化したことを示しました。 この研究で使用されたターゲティング技術には、人工視床環内での活性電極リードの高密度クラスター化が含まれていました。 ただし、一部の被験者には一時的な感覚効果やその他の悪影響がありました。