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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が、研究者たちは、軽度のアルツハイマー病を患っている人々のための深い脳刺激の使用によって可能性が浮上するのを見ています。また、医薬品は利用できるがメリット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の開発を継続することが重要です。深部脳刺激とは？
深部脳刺激（DBS）は、電極を脳内に配置し、小さな電気パルスを放出して脳の活動を刺激するようにプログラムする手順です。
DBSは、パーキンソン病の患者さんに数年間使用されており、振戦や筋肉の収縮を減らし、姿勢を改善することに大きな成功を収めています。また、うつ病や強迫性障害などの他の病状を治療するために研究されています。
電極はどのように脳に配置されていますか？
短い答え：脳手術。 DBSを可能にするには、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、注意深くワイヤーを脳のさまざまな領域に通します。 （局所麻酔は、患者が起きていても体の一部が麻痺している場合、脳自体は痛みを感じることができないため使用できます。）
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、最終的に1秒あたり130の小型電気インパルスをワイヤーに送り、結果として脳に送ります。最初に埋め込まれると、刺激装置はオフになります。手術の数日または数週間後、刺激装置がオンになり、脳に電気インパルスを送り始めます。
アルツハイマー病の治療に使用する場合、これらのワイヤーは通常、脳の円蓋に接続されます。ジョンズホプキンス医学によると、「脳弓は、海馬、学習が始まり記憶が行われる脳の部分、およびアルツハイマー病の最も初期の症状が発生するように見える場所に情報をもたらすのに役立つ脳経路です。」
深部脳刺激はどのように機能しますか？
なぜ機能するかについてはいくつかの理論がありますが、決定的な答えはまだありません。パーキンソン病では、脳の発火不良を中断させ、混乱させると考えられています。
実際、DBSに関する研究者の理解は非常に限られているため、DBSを病的状態で肥満した男性の食欲を制御する方法としてテストしたところ、アルツハイマー病にDBSを利用する可能性が偶然に発見されました。彼らがワイヤー配置と電気インパルスで彼をテストしていたとき、彼は鮮やかな記憶を報告しました。彼らがインパルスをオフにすると、記憶は消え、刺激装置をオンに戻すと、記憶は戻りました。これはおそらく脳とそれが持つ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はかなり安全に見えます。脳手術の考えは非常に危険に聞こえるかもしれませんが、専門家はこの手順は実際にはそれが思うほど侵襲的ではないことを言います。脳手術には常にリスクがあります。しかし、パーキンソン病を抱える世界中の10万人を超える人々が、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、脳卒中、バッテリーの故障、ワイヤーの動きなどがあります。
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ジャーナルは、カナダで初期アルツハイマー病と診断された6人を対象に実施された第I相臨床試験の概要を示す研究を発表しました。彼らはそれぞれ、脳に外科的に埋め込まれた深部脳刺激装置を持ち、12か月間の連続的な電気刺激を経験しました。6か月および12か月の時点での認知機能のテストでは、6人の参加者のうち3人で改善または予期しない低下が示されました。
さらに、PETスキャンは脳のグルコース代謝を評価するために使用されました。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にもなります。アルツハイマー病の人は通常、時間の経過とともにグルコース代謝の低下を示しますが、これらの6人の研究参加者は、研究全体を通じて維持された増加を示しました。興味深いことに、アルツハイマー病で糖を分解する脳の機能低下により、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。
フェーズII研究
ジョンズホプキンスによる第II相試験では、45歳から85歳の42人の患者がDBSに参加して、アルツハイマー病を標的にしました。彼らはそれぞれ、2012年から2014年の間に移植のためにDBS手術を受けました。それらの半分は2週間後に刺激装置がオンになり、半分は12か月後にオンになりました。医師も患者も刺激装置がいつ作動したかを知らなかったため、これは二重盲検試験でした。
認知は、ADAS-Cog 13を含む複数のテストを通じてこの研究で評価されました。脳のグルコース代謝も、脳のさまざまな領域で測定されました。
この研究の結果は興味深いものであり、必ずしも期待されたものではありませんでした。刺激装置の埋め込み後6か月で、脳のグルコース代謝は大幅に増加しましたが、これらの増加は12か月では持続しませんでした。さらに、年齢に応じた反応の違いが認められた。 65歳以上の参加者は、認知機能と脳のグルコース代謝に改善が見られました。 65歳未満の人は、どちらの領域でも大きな改善は見られませんでした。研究者たちは、この効果は、アルツハイマー病の発症が早い若者と比較して、アルツハイマー病の若年者（早期発症のアルツハイマー病）の脳構造の悪化に関連している可能性があると理論づけました。
DBSの脳への影響のまとめ
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調査されていますが、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他の環境での使用から収集されています。次の影響が見つかりました：
改善された全体的な認識：アルツハイマー病の人のDBSに関する研究では、複数の神経心理学テストで測定されたように、一部の参加者の認知が改善されました。これらのテストでは、記憶、向き、単語認識など、脳機能のいくつかの側面を測定します。
海馬体積の増加：アルツハイマー病では、海馬（記憶に関連する脳の一部）が老化し、さらに顕著に萎縮する一方で、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わかっています。海馬のボリュームは、メモリ機能と相関しています。
脳のグルコース代謝の増加：上で強調したように、DBSを受けた一部の被験者は、脳の複数の領域でグルコース代謝の改善を示しました。
円蓋および乳頭状体の量の増加：脳の脳弓と乳頭状体（どちらも記憶機能に関連しています）は、アルツハイマー病の人のDBS後に増加したボリュームを示しています。
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で示されています。アセチルコリンは、脳内の1つの神経細胞から次の神経細胞にメッセージを転送するのに役立ちます。
空間メモリの増加：ラットの脳弓への深部脳刺激後、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ました。動物実験は必ずしも人間に適用されるとは限りませんが、実験手順の安全性と有効性に関する洞察をしばしば提供します。
口頭での流暢さの低下：パーキンソン病の患者さんには、脳深部刺激が長年使用されており、結果はかなり良好です。ただし、一部の研究では、これらの個人の一部では口頭の流暢さが低下していることがわかりました。パーキンソン病を患っている人の多くは、このリスクは、脳に深い刺激を与えることによるメリットに見合う価値があると感じています。アルツハイマー病の人にとって、それは価値のあるリスクとは容易に見なされないかもしれません。
倫理的配慮
人間で行われた複数の研究がある間、何人かの研究者は人々とのより多くの研究を続ける前に動物でDBSを使用する追加のそして拡張された研究を求めています。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、深部脳刺激後にいくつかの認知領域で衰退した他のいくつかもあったと指摘します。
これらの研究者たちはまた、深い脳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を強調しています。したがって、彼らは人々との臨床試験を拡大する前に、より多くの情報を取得することを勧めています。
ベリーウェルからの一言
脳深部刺激は、パーキンソン病の適切な治療法として確立されています。ただし、アルツハイマー病におけるその利点を識別するには、さらに多くの研究が必要です。特に私たちがアルツハイマー病の効果的な治療法を見つけるために奮闘し続けているため、認知改善のためのDBSの可能性は刺激的です。
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