パーキンソン病の「固まる」歩行の原因を解明

デニス・トンプソン著

ヘルスデー記者

2022年9月12日月曜日（HealthDay News） -- 研究者らは、パーキンソン病がなぜ人の手足を硬直させ、時にはその場で固まっているように感じさせるのかを解明した、と考えている。

研究チームは、センサーを搭載したロボット椅子を用いて、パーキンソン病患者の脚の筋肉の活性化を、視床下核と呼ばれる脳の部位と関連づけた。

この楕円形の脳領域は運動調節に関与しており、ロボットチェアのデータから、人の脚の動きの開始、終了、大きさを制御していることがわかりました。

"我々の結果は、脚の動きに関連する脳活動の明確な変化を明らかにするのに役立ちました。"と、スイスのローザンヌ大学の後期主任研究者であるエドワルド・マルティン・モローは述べています。

「例えば、立位、歩行、旋回、障害物回避、階段昇降の間の変化など、歩行状態の符号化と、歩行凍結などの歩行障害が、同じ変調のもとにあることを確認することができました」と、Moraud研究員は語った。

パーキンソン病は、主に身体の運動機能に影響を及ぼす神経系の変性疾患である。

パーキンソン病財団によると、パーキンソン病の患者さんは、動きの大きさや速さを調節することが難しくなります。パーキンソン財団によると、パーキンソン病患者は、運動の開始や停止、立ち上がりなどの作業を達成するための異なる運動の連結、または次の運動を開始する前に1つの運動を終了することに苦労しているそうです。

視床下核は、身体の運動システムのいくつかの側面を制御することが知られている脳構造のネットワークである基底核の一部であると、調査結果を検討したクリーブランドクリニックの神経科医、ジェームズ-リャオ博士は述べています。

「この研究は、大脳基底核が脚の動きの勢いを制御していることを説得力を持って証明した最初の研究です」と、Liao博士は述べた。"重要なのは、これが基底核の機能障害とパーキンソン病のシャカシャカ歩きの欠損とを結びつけるということです。"

パーキンソン病の歩行への影響を研究するために、研究者達は、人が自発的に膝から脚を伸ばすか、椅子が代わりにそれをすることができるロボット椅子を作りました。

研究者たちは、運動機能の変動が激しく、歩行やバランスに問題のある18人のパーキンソン病患者を集めました。各患者には、視床下核からの電気信号を追跡できる電極が埋め込まれ、その脳部位に脳深部刺激を与えることもできました。

視床下核からのインパルスは、患者さんが椅子を使うときと、その後、立って歩くときに追跡されました。

「歩行に関するこれらすべての情報が脳のその領域にコード化されていることから、脳のその領域が歩行機能や機能障害に寄与していると考えられますので、治療や問題が生じる前の予知に興味深い領域といえます」とモロー教授は語った。"我々は、この理解を活用して、脳信号のみを用いて、歩行様相をリアルタイムで予測できるデコーディングアルゴリズムを設計することができるかもしれません。"

実際、研究チームは、通常の歩幅から出る脳信号と、歩行障害のある患者に出る脳信号を区別するコンピューターアルゴリズムをいくつか作成した。また、短時間の歩行テストを行うことで、患者の固縮エピソードを特定することもできた。

「著者らは、記録された神経活動から、歩行困難の時期を予測できることを実証しました」とLiao氏は述べている。"正確な予測により、歩行凍結の期間に応じて（脳深部刺激）パターンを変更し、凍結エピソードを短縮、あるいは完全に排除するアルゴリズムを開発することができます。"

モローは、これらの知見は、パーキンソン病患者の運動能力向上を目的とした将来の技術に情報を提供するのに役立つと言いました。

"クローズドループで動作する次世代の脳深部刺激療法、つまり、それぞれの患者が必要としていることのフィードバックに基づいて、スマートで正確な方法で電気刺激を与えることが、歩行障害やバランス障害をより良く軽減するのに役立つかもしれないという大きな期待があります。"と、Moraudは言いました。

「しかし、クローズドループプロトコルは、電気刺激をリアルタイムで制御するための信号が必要です。今回の結果は、そのような可能性を開くものです」と述べています。

パーキンソン病財団の国家医療顧問であるMichael Okun博士も、これに同意している。

「パーキンソン病における歩行を支える脳のネットワークを理解することは、今後の治療法の開発にとって重要です」とOkun博士は述べた。"この研究チームにとって重要な問題は、彼らが収集した情報が、パーキンソン病の歩行能力を改善する神経人工システムを駆動するのに十分であるかどうかということです。"

より詳しい情報

パーキンソン病に伴う歩行や動作の困難さについては、パーキンソン財団が詳しく解説しています。