脳回路のマッピングにより、脳障害の潜在的な治療ターゲットが明らかに – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders-physics-world-3.jpg" data-caption="疾患特有の合理化 脳深部刺激により、パーキンソン病（緑色）、ジストニア（黄色）、トゥレット症候群（青色）、強迫性障害（赤色）の症状改善に関連する線維束が明らかになりました。 （提供：バーバラ・ホランダー）”>

脳の前頭回路は、運動機能、認知機能、行動機能の制御において重要な役割を果たしています。前脳の前頭皮質とその奥深くに位置する大脳基底核を接続する前頭皮質下回路の破壊は、さまざまな神経障害を引き起こす可能性があります。ただし、どの接続がどの機能不全に関連しているかは明らかではありません。この問題に光を当て、潜在的な治療目標を特定するために、国際研究チームは脳深部刺激（DBS）を使用して、4 つの異なる脳疾患に関連する回路をマッピングしました。

DBS は、外科的に埋め込まれた電極が標的領域の電気刺激によって脳ネットワークを調整する侵襲的治療法です。そのようなターゲットの 1 つである視床下核は、前頭葉全体から大脳基底核への入力を受け取るため、特に興味深いものです。実際、視床下核の電気刺激は、いくつかの脳疾患の症状を軽減することが示されています。

研究チーム – が率いる アンドレアスホーン 脳回路治療センター ハーバード大学医学部と Charité - ベルリンベルリン大学とCharitéのNingfei Liは、パーキンソン病（PD）、ジストニア、強迫性障害（OCD）、トゥレット症候群（TS）の534つの脳障害を治療するために埋め込まれた合計XNUMX個のDBS電極を研究した。

筆頭著者 バーバラ・ホランダー 研究者らはまず、これらの疾患を治療するために視床下核に両側にDBS電極を埋め込んだ197人の患者のデータを調べた。その内訳はジストニア70人、PD94人、OCD19人、TS14人であった。

彼らは、疾患ごとに、コホート全体の視床下レベルでの刺激効果をマッピングし、最も有益な刺激に関連する部位を特定しました。これらの DBS の「スイート スポット」は、視床下核上の 4 つの疾患の位置が異なりました。

<a data-fancybox data-src="https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg" data-caption="脳回路のマッピング OCD における DBS 後の症状改善に関連する線維束。一人の患者のこの障害の治療のために埋め込まれた両側電極の例示的なセットが管の横に示されている。 (提供: Barbara Hollunder)” title=”クリックするとポップアップで画像が開きます” href=”https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2024/03/DBS-brain-map-OCD.jpg”>

次に、研究者らは刺激の影響を皮質前部回路にマッピングし、各疾患においてどの脳回路が機能不全に陥っているのか（治療の対象となる可能性があるのか​​）を特定できるようにした。刺激から最も恩恵を受ける回路（「スイートストリームライン」と呼ばれる）には、ジストニアの場合は感覚運動皮質、TSの場合は一次運動野、PDの場合は補足運動野、OCDの場合は腹内側前頭前野および前帯状皮質からの投影が含まれていた。

「脳刺激を使用して、4 つの異なる疾患の最適な治療のための回路を正確に特定し、標的とすることができました」とホーン氏はプレス声明で述べています。 「簡単に言えば、脳の回路が機能不全に陥ると、その回路が通常実行している特定の脳の機能に対してブレーキとして機能する可能性があります。 DBS を適用するとブレーキが解除され、機能が部分的に回復する可能性があります。」

臨床的可能性

これらの疾患固有の合理化モデルは、将来の臨床治療を導く可能性を秘めています。この能力を確認するために、研究者らは独立したデータを使用してさらなる実験を実施しました。彼らは、それぞれ 32 名と 35 名の患者からなる XNUMX つの追加の遡及グループで、PD および OCD の合理化モデル (患者の利用可能性を考慮して選択) を検証しました。

これらの追加の患者について、研究者らは刺激量とそれぞれの流線型モデルの間の重複レベルを使用して臨床転帰を推定しました。どちらの障害についても、推定値と症状の改善がよく一致していることが観察されました。

研究者らはまた、治療効果を向上させるために、同定された回路を使用して 67 つの前向き実験を実施しました。 60 人の患者については、DBS インプラントを再プログラムして、それぞれの流線型モデルとの刺激量の重複を最大化しました。最初の患者はPDを患う71歳の男性で、DBSによる従来の臨床治療により症状がXNUMX％軽減されたという恩恵を受けた。合理化されたパラメータに基づいて最適化された刺激により、この治療効果はさらに改善され、症状が XNUMX% 軽減されました。

21番目の症例では、重度の治療抵抗性OCDを患う37歳の女性で、ストリームラインベースのDBS再プログラミングの17か月後に、全体的な強迫症状がXNUMX％減少したのに対し、臨床刺激下では症状がXNUMX％減少した。パラメーター。

最後に、チームは、32 歳から治療抵抗性 OCD に苦しんでいた 18 歳の男性を治療するために、一対の視床下電極を埋め込みました。手術から 77 週間後、ストリームライン モデルから情報を得た DBS を使用して、彼は XNUMX の症状を報告しました。全体的な強迫症状が % 減少し、DBS のスイッチを入れてから XNUMX 日以内に改善が見られました。

研究者らは、OCD および PD の合理化ターゲットの検証が成功したことで、前向き検証研究の文脈で臨床応用の初期証拠が得られる可能性があると示唆しています。彼らは、さらに確認されれば、同定された回路は神経外科における定位標的化や潜在的に非侵襲性の経頭蓋磁気刺激にも使用できる治療標的を表す可能性があると指摘している。

李氏は言う。 物理学の世界 研究者らは将来的に「きめ細かい機能不全の脳回路にさらに焦点を当ててモデルを改良し、前向き臨床試験を通じて我々の発見を検証する予定だ」としている。

研究者は彼らの調査結果を ネイチャーニューロサイエンス.

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/mapping-brain-circuits-reveals-potential-treatment-targets-for-brain-disorders/