感覚刺激療法

感覚刺激療法（SST ）は、脳卒中や認知機能の老化後の体性感覚機能の回復を神経可塑性メカニズムを利用して促進することを目的とした実験的療法です。脳卒中と認知機能の老化は認知機能低下のよく知られた原因であり、前者は神経細胞死、後者は神経結合の弱化によって引き起こされます。SSTは特定の周波数で特定の感覚を刺激します。研究によると、この技術は認知機能の老化を最大30年遅らせ、2点識別閾値を選択的に改善または低下させる可能性があることが示唆されています。

2025年までに、米国では3400万人が認知症になると推定されています。したがって、認知症の症状を軽減または完全に解消するために、そのような症状を持つ人々に対する効果的な治療法を確立することが極めて重要です。現代の薬物療法を伴わない治療法では、心理社会的療法が優れた介入となります。マッサージ、アロマセラピー、多感覚刺激、音楽療法、現実見当識などの心理社会的療法により、認知症および認知症関連疾患の治療は、従来とは異なる非薬物療法の形で可能になりました。^{[ 1 ]}かつては、脳はほとんど変化せず、その機能は若い頃に決定されると考えられていました。^{[ 2 ]}このような考え方では、脳卒中や加齢による認知機能の低下は回復不可能であると考えられていました。機能局在は、脳の各セクションには特定の機能があり、セクションの喪失は機能の永久的な喪失に相当するという理論です。従来のモデルでは、脳の左右半球を区別し、「芸術的な部分」と「論理的な部分」といったように区分けして説明していた。しかし、近年の脳の可塑性というパラダイムによって、こうした宿命論的な見方は大きく覆された。

脳の可塑性とは、脳が自らを再構築したり、新しい接続を形成したり、既存の接続の強度を調整したりする能力を指します。^{[ 3 ]}現在のパラダイムでは、脳が変化する能力を持つという概念化が可能になっています。さまざまな研究者がこの概念を使用して、以前は永続的と考えられていた症状に対する新しい治療法を開発しています。たとえば、ポール・バッハ・イ・リタは、盲人に視力を与える装置や、前庭器官の機能を失った患者の転倒感を軽減する装置の開発に取り組んでいます。

多くの感覚には可塑性があることがわかっています。聴覚認知でさえ、脳卒中後の回復の可能性が示されています。Sarkamoらによる最近の研究では、脳卒中からの早期回復期に音楽やオーディオブックを聴くことで認知機能が改善されることが示されています。^{[ 4 ]}

このパラダイムは、これまで不可能と考えられていたこと、例えば脳卒中からの回復や認知機能の老化の抑制といったことへの扉を開いた。

脳卒中はいくつかの異なる状況によって引き起こされる可能性がありますが、基本的な結果は同じです。脳の一部への血流が停止すると、その部分の酸素やその他の栄養素が急速に枯渇します。栄養不足になった脳組織はすぐに壊死し始め、脳に病変が生じます。結果として生じる病変は、損傷の場所と範囲に応じて、さまざまな認知機能の喪失につながります。^{[ 5 ]}

脳卒中患者は筋力低下や筋機能喪失に苦しむことが多い。自然回復も見られるが、神経科学の進歩に基づいたトレーニングが最も劇的な改善を示している。これらの研究的療法は、限られた手足で基本的なタスクを繰り返すことに焦点を当てている。一般的に、より集中的な機能回復療法の方が機能回復が大きいことがわかっている。^{[ 6 ]} fMRIとPETスキャンによる研究では、集中的なトレーニングプログラムをわずか3週間行っただけで、実験群と対照群の間に統計的な差があり、筋制御の改善が観察できることが示されている。^{[ 7 ]} これらの方法は脳卒中患者の生活の質の向上への道を開いたが、トレーニング方法は非常に時間と注意を要する。大きな注意を必要としないシステムが見つかれば、強力なツールとなるだろう。

加齢に伴い、多くの脳機能が低下し、一部は失われます。これは認知老化と呼ばれます。最も極端なケースでは、アルツハイマー病の壊滅的な結果を思い浮かべるかもしれません。年齢はアルツハイマー病の最大の危険因子です。しかし、この分野の知識と成功した研究が不足しているため、臨床的低下と脳萎縮の速度についてはほとんどわかっていません。^{[ 1 ]} この病気は神経細胞死と関連しています。しかし、より一般的な加齢では、神経細胞死よりもシナプス強度の低下が考慮されます。^{[ 8 ]}この状況を考えると、脳の適切な機能のための機構はまだ存在しますが、混乱しています。50歳以上の人間では、高齢者と比較して樹状突起棘の数と密度 が最大46%減少することが示されています。^{[ 9 ]}

大脳皮質ホムンクルス、つまり脳が身体をどのように認識しているかを視覚的に表現したものは、世界的に有名な脳外科医であるワイルダー・ペンフィールドによって発見されました。彼はマギル大学医学部の教員としてのキャリアを終えた後、神経研究所の所長を務めました。

体性感覚系は、触覚を扱う感覚系の一部です。体性感覚系の絶え間ない助けがなければ、温度、痛み、圧力、振動、皮膚の発疹などを感じることはできません。 ^{[ 10 ]}末梢神経系は、触覚、圧力、振動、四肢の位置、熱、冷たさ、痛みを理解する能力を持っています。この情報は末梢神経系を通って脊髄に送られ、最終的に脳で処理されます。この情報を処理する主要な構造の1つは、頭頂葉にある一次体性感覚皮質です。一次体性感覚皮質には、異なるセクションからの情報を処理するサブセクションがあることが知られており、各セクションの皮質の領域はその鋭敏さに関連しています。この観察は、ホムンクルスによって象徴的に示されることがよくあります。^{[ 11 ]}

感覚刺激は、皮膚の一部にある神経を急速に刺激して、被験者の神経に変化を引き起こします。神経は、共活性化と呼ばれる方法で電気的に刺激されます。^{[ 12 ] [ 13 ]}どちらの場合も、被験者の四肢（多くの場合手）は、刺激を適用する部分がある装置で拘束されます。被験者は日常生活を送ることができ、多くの人は装置の存在を気にしません。^{[ 12 ]}このような再編成の程度は、被験者が感じることができる2点間の最小距離を測定する2点弁別閾値によって測定されることがよくあります。

この技術の使用により、最大30年間の感覚喪失を回復できることが示されています。^{[ 12 ]} Dinseら の研究では、66歳から86歳までの28人の患者が、治療後に30歳若い参加者と同様の検査結果を示しました。これらの参加者は、刺激を受けている間、3時間デバイスを装着していました。他の研究では、より短い刺激期間を使用して同様の結果が得られています。^{[ 14 ]}

感覚刺激療法は、脳卒中後の感覚喪失の回復や加齢による感覚喪失の回復を目的とした開発中の技術です。感覚刺激療法が実際に脳の可塑性や認知機能を改善できるかどうかは証明されていません。脳の可塑性のパラダイムは、脳の理解と将来の治療法の検討方法に根本的な変化をもたらしました。^{[ 2 ]} SSはこのパラダイムを利用し、感覚に単純な刺激を与えて脳内で変化を引き起こします。この特定の状況では、皮膚の一部が電気的または物理的な手段で刺激されます。信号は末梢神経系を介して体性感覚皮質に送られます。^{[ 12 ] [ 13 ]}これらの信号が脳内での変化のきっかけとなります。この技術では周波数の調整を使用して、長期増強または長期抑制のいずれかを誘発できることが示されています。^{[ 15 ]} LTPの場合、30年もの感覚喪失が比較的短期間で回復できることが示されています。^{[ 12 ]} SSは使用依存性可塑性トレーニングシステムと組み合わされており、その組み合わせによって回復が促進されることが示されています。^{[ 14 ]}この技術の顕著な利点の1つは、治療から利益を得るために参加者が刺激に注意を払う必要がないことです。^{[ 12 ]}この技術は、将来の治療に多くの興味深い扉を開きます。この技術の潜在的な課題は、皮膚のある部分から別の部分への利益の移転がほとんどないことです。

多くの研究が行われており、そのほとんどは何らかの肯定的な結論を得ているが、認知症における感覚刺激に関する理論を証明または反証するためには、さらなる研究を行う必要がある。^{[ 19 ]}

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