側頭葉てんかんにおけるワーキングメモリ機能障害およびうつ病の治療に対するTDCSの有効性

経頭蓋直流刺激 (tDCS) は、脳の活動を調節する強力な技術です。

TDCS は、2 つの比較的大きな電極 (アノードとカソード) の間を流れる頭皮への弱い直流の適用に基づいています。 tDCS の間、低振幅 (1 ～ 2 mA) の定電流が頭皮電極を介して適用され、頭蓋骨を貫通して脳に入ります。 頭皮にはかなりの電流のシャントがありますが、最近の 2 つのモデリング研究 (Miranda et al. 2006; Wagner et al. 2007a) で示されているように、十分な電流が脳を貫通して膜貫通ニューロンの電位を変更し、レベルに影響を与えます。興奮性を制御し、個々のニューロンの発火率を調節します。 tDCS が十分な期間適用されると、皮質機能は刺激期間を超えて変化する可能性があり (Nitsche and Paulus 2001)、皮質興奮性の変化の方向は現在の向きによって異なります。

1950 年代と 60 年代にさかのぼる tDCS の効果に関するいくつかの適切に実施された動物研究は、tDCS が脳機能を調節する強力な技術であることを示しました。 これらの研究は、脳の表面に適用された分極電流が皮質活動の変調をもたらすことを実証しました。 皮質の表面陽極分極は自発的な単位放電を増加させ(Burns 1954; Creutzfeld et al. 1962)、発作活動を開始する(Goldring and O'Leary 1951)が、陰極分極は一般にこれらの事象を抑制する。 さらに、低レベルの表面分極は、学習した運動反応の獲得を促進し、誘発された皮質単位の放電のパターンの長期にわたる変化を誘発します (Bindman et al. 1964)。 最後に、紫斑等。 (1964) は、猫の錐体路細胞を研究し、長時間の分極が進行性の膜およびシナプス後電位の変化と後遺症を引き起こす可能性があることを示しました (Purpura and McMurtry 1965)。

この証拠に基づいて、最近の人間の研究が行われ、まとめて、tDCS による運動皮質 (M1) 刺激は、刺激の極性に応じて運動皮質の興奮性を変化させることが示されました。 2003; ニッチェとパウルス 2000; ニッチェとパウルス 2001)。 同様の調節効果は、視覚野でも報告されています (Antal et al. 2004; Antal et al. 2001)。 最近の tDCS 研究では、一次運動皮質の陽極 tDCS が皮質活動に影響を与えるだけでなく、視床活動に大きな変化を引き起こすことが示されています (Lang et al. 2005)。 ヒトへの tDCS の適用は、過去 10 年間で大幅に進歩したため、60 年代および 70 年代に使用されたヒトへの適用とは異なることに注意する必要があります (Wagner et al. 2007b)。

さらに、tDCS は、非侵襲的な脳刺激 (すなわち、反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS)) の他の技術と比較していくつかの利点を提供しています: (1) 電極と刺激装置のサイズが小さいため、たとえば自宅で使用するポータブル使用が可能になります。 (2) 臨床現場での使用に簡単に変換できるシンプルで安価な技術、(3) 長期的な効果 - tDCS の調節効果は rTMS と比較して長く続きます - たとえば、13 分間の刺激で脳の興奮性が変化します。 2 時間まで (Nitsche と Paulus 2001)、(4) 臨床試験の設定では偽の tDCS でより簡単に盲検化される (Gandiga et al 2006)

前頭前野刺激は、認知機能を高めることが示されています。

最近発表されたいくつかの研究では、tDCS 刺激が背側外側前頭前皮質に適用されたときに作業記憶が強化されることを示しています。 Fregni et al (2005) は、15 人の正常な被験者を調査しました。 患者は、左背外側前頭前皮質 (左 DLPFC) のアクティブな陽極 (刺激) tDCS、左 DLPFC に対する偽刺激、左 DLPFC の陰極 (抑制) 刺激、または一次運動皮質 (M1)。 この研究の結果は、左 DLPFC のアクティブな陽極 tDCS 後のタスク精度によって指標付けされる作業記憶の大幅な改善を示しました。 偽 tDCS、左 DLPFC の陽極 tDCS、または M1 の陽極 tDCS を含む刺激の他の条件は、有意なタスク パフォーマンスの変化をもたらさなかった。 同様に、Boggio et al (2007) も、10 日間連続して tDCS を行った後の気分増強の程度とは無関係に、左 DLPFC への陽極 tDCS で治療した後、重度のうつ病患者の情緒的な go-no-go タスク パフォーマンスが大幅に改善されることを発見しました。

逆に、右の DLPFC のカソード抑制が、うつ病患者の同じタスクで作業記憶のパフォーマンスを向上させるといういくつかの証拠がありました (Bermpohl et al 2006)。 これらの研究を合わせると、左側の DLPFC の活性の増加が、直接的には陽極刺激を介して、または右側の DLPFC の陰極阻害を介して間接的には、作業記憶のパフォーマンスの改善に関与することが示唆されます。

経頭蓋直流刺激 (tDCS) には、有意な抗うつ効果があります。陽極 tDCS による前頭前皮質の調節は、うつ病の有意な改善と関連しています。 最初に、大うつ病患者 10 人における左 DLPFC の 5 日間の陽極刺激の効果を調べる、無作為化、対照、および二重盲検の予備試験を行いました。 すべての患者は、合併症なく tDCS に耐えました。 治療終了時、実際の治療群には 4 人の治療応答者がいたのに対し、偽の群には応答者はいませんでした。 積極的な刺激を受けた患者は、偽刺激を受けた患者では観察されなかったベースラインと比較して、Hamilton Depression Rating Scale (HDRS) および Beck Depression Inventory (BDI) スコアが有意に減少しました (Fregni et al. 2006b)。

大うつ病患者 40 人を対象としたフォローアップの並行群二重盲検臨床試験では、患者は投薬を中止し、3 つの治療群に無作為に割り付けられました。後頭皮質の陽極 tDCS (アクティブ コントロール グループ) と偽の tDCS (プラセボ コントロール グループ)。 tDCS は、2 週間の間に 10 セッションに適用されました。 気分は、HDRS と BDI を使用して盲検化された評価者によって評価されました。 治療は忍容性が高く、副作用は最小限に抑えられ、すべての治療群に均等に分布していました。 この研究では、左 DLPFC tDCS (40.4% (±25.8%) の HDRS 減少) の後、後頭部 (21.3% (±12.9%) の HDRS 減少) および偽の tDCS (10.4% の HDRS 減少) と比較して、うつ病スコアの大幅な減少が示されました。 (±36.6%))。 DLPFC グループにおける tDCS の有益な効果は、治療終了後 1 か月間持続しました (Boggio et al. 2008)。

同様に、リゴナッティら (2008) によるうつ病に関する別の縦断的研究では、前頭前野に適用される陽極 (刺激性) tDCS の連続適用 (各 2 mA の 10 セッション) は、ベックうつ病によって測定されるように、抑うつ症状の軽減に同様の効果がありました。在庫スコアは、治療後 6 週間でもフルオキセチンと同じです。 しかし、tDCS の効果はフルオキセチンよりも即時的でした 19。

要約すると、左 DLPFC の tDCS は、正常な患者と重度のうつ病患者において、有意なポジティブな感情的および認知的改善を誘発できるようです。 したがって、この提案では、前頭前野刺激の延長が、てんかん様活動や発作頻度を悪化させることなく、感情および認知機能の臨床的に意味のある変化と関連しているかどうかをテストします。 このパイロット研究の結果は、側頭葉てんかん患者の神経精神医学的併存疾患の治療に大きな臨床的影響を与えるでしょう。