脳卒中：脳は回復を助けるためにそれ自体を「再配線」することができますか？
一時的な感覚遮断は、脳がそれ自体を再配線するためのスペースを作ることにより、脳卒中後の回復を改善する可能性がある、とミズーリ州セントルイスのワシントン大学医学部による新しい研究が示唆している。
に掲載されたレポート 科学翻訳医学 ひげを切り取ったマウスの脳卒中回復を観察した後、科学者がどのようにしてこの結論に達したのかを説明します。
チームは、マウスがひげを整えた場合、脳卒中後に前足の使用を回復する可能性が高いことを明らかにしました。
げっ歯類のひげは、神経が豊富にある重要な感覚器官です。
動物は、感覚情報を脳に送信している間、ひげを前後に動かして静止している物体を探索し、静止したまま動かして動く物体を探索することができます。
研究者たちは、マウスのひげをクリップすると、脳が感覚信号を受信できなくなり、患部がより「可塑性」になり、他のタスクを実行するために自分自身を再配線できるようになると示唆しています。
脳卒中リハビリテーションへの影響
脳卒中は、脳内の血管の血栓または破裂が血液供給を遮断し、患部が細胞の生存と機能を維持するために必要な酸素と栄養素を受け取らないようにするときに発生します。
ほとんどの脳卒中は血栓によって引き起こされ、これらは虚血性脳卒中として知られています。それ自体を取り除く一時的な血餅は、一過性脳虚血発作として知られており、ミニストロークとも呼ばれます。
脳の患部が必要な血液の受け取りを停止すると、脳細胞が死に、体の対応する部分が正常に機能しなくなるか、まったく機能しなくなります。
多くの場合、脳卒中後に個人が受けるリハビリテーション療法へのアプローチは、障害を補うのを助けることに焦点を合わせています。研究者たちは、彼らの研究が別のアプローチを示していると提案しています。
「私たちの発見は、脳の不動産を一時的に空けて脳のその領域をより可塑的にすることで、脳卒中の回復を刺激できるかもしれないことを示唆している」と神経学の上級研究著者であるJin-MooLeeは述べています。
「それを行う1つの方法は、健康な手足を固定することかもしれません」と彼は付け加えます。
米国では毎年、約14万人が脳卒中で死亡しており、20人に1人が死亡しています。脳卒中の推定費用（医療、麻薬、休業日数を含む）は、年間約340億ドルです。
脳は機能を近くの領域に再マッピングします
米国には650万人以上の脳卒中生存者がいます。脳の可塑性、つまり適応能力のおかげで、多くの生存者は自然にある程度の機能を回復します。例としては、最初は腕を動かすことができないが、数日後に指を小刻みに動かし始めることができることに気付いた生存者があります。
脳イメージングを使用した研究は、そのような場合、脳が指の制御を「隣接する損傷のない領域」に再配線したことを示しています。
回復の程度は、脳が感覚機能と制御機能を損傷した領域から損傷していない領域にどれだけうまく再マッピングするかに密接に関連しています。
しかし、この可塑性の代償は、脳が常に新しい回路を構築するための「不動産」を解放しようとしていることです。未使用の不動産が利用可能になる1つの方法は、エリアとの間の信号が停止したときです。たとえば、手足が切断されたときです。
リー教授と彼の同僚は、感覚遮断が脳卒中損傷領域の近くの不動産を解放する方法であるかどうか、そして脳がこの機会を利用して障害のある機能をその領域に再マッピングするかどうか疑問に思いました。
髭を整えたマウスはより早く治癒しました
この考えをテストするために、彼らは、右前足を制御する能力を損なうように、2つのグループのマウスに脳卒中を誘発しました。
脳卒中後、彼らは一方のグループのマウスのひげを切り落とし、もう一方のグループでは無傷のままにしました。次に、動物の回復と前足の使用を観察しました。
脳卒中後4週目までに、髭を整えたマウスは再び右前足を使い始め、8週目までに左前足と同様にそれらを使用していました。
ただし、ひげが無傷のマウスは、回復がはるかに遅くなりました。 4週目までに、彼らはまだ右前足を使用しておらず、8週目までに部分的にしか使用を回復していませんでした。
マウスの脳をスキャンしたところ、脳卒中の影響を受けた領域と隣接する領域の両方に顕著な違いが見られました。髭を整えたマウスの脳では、前足の使用に関連する活動が、通常は髭の使用に関連する領域に移動していました。
しかし、ひげが無傷のマウスでは、前足の活動は損傷部位の隣のいくつかの領域のいずれかに移動しました。
ワシントン大学医学部からの次の短いビデオは、マウスでの結果を要約しています。
ひげ使用活動が元の地域に戻った
チームは、右前足を完全に使用できるようになったら、ひげを整えたマウスが元に戻ることを許可しました。
4週間後に行われた動物の脳のスキャンは、ひげの使用活動が脳内の元の場所に戻ったことを示しました。また、前足の制御は新しい場所にとどまり、マウスは両方の足の完全な使用を示し続けた。
この研究では、ひげを整えたマウスがひげを使用する能力を失ったかどうかは調査していません。
しかし、研究者たちは、脳機能が脳の別の部分に移動しても、その領域に関連する機能を妨げないという証拠があると述べています。
リー教授はミュージシャンとタクシー運転手の例を挙げています。ミュージシャンでは、タクシー運転手のナビゲーションを制御する部分と同様に、指の動きを制御する脳の部分が異常に大きくなっています。
「これらのスキルを身に付けても、ミュージシャンやタクシーの運転手が他の能力を失うことはありません。彼らはおそらく脳をより効率的に使用しているだけです」と彼は説明します。
彼は、彼らの発見は、「脳の標的領域の可塑性を高める」ことにより、脳卒中後の転帰を改善することが可能かもしれないことを示していると言います。
「脳卒中のリハビリテーションをどのように行うかを再考する必要があるかもしれません。」
リー・ジンムー教授
