自閉症スペクトラム障害における経頭蓋直流刺激

自閉症スペクトラム障害 (ASD) は、コミュニケーションの障害、社会的スキルの低下、および異常な行動を特徴とする生涯にわたる神経発達障害です。 ASD は、患者、その家族、地域社会にかなりの精神的および経済的ストレスを引き起こすことがよくあります。 ASD の有病率は高く、最近の統計では 68 人に 1 人と報告されています。 これまでのところ、ASD の治療法はなく、この障害は、既存の治療オプションにもかかわらず、非常に障害を引き起こす状態のままです。 したがって、より効果的な新しい治療アプローチが緊急に必要とされています。 過去 10 年間、脳刺激技術である経頭蓋直流刺激 (tDCS) は、その生理的作用メカニズムに関して集中的に調査されており、臨床現場での応用が経験的に裏付けられています。

ASD における認知障害および社会的障害。 ASD の人はしばしば硬直的で融通が利かないように見え、反復的な行動や入念な儀式を強く好みます。 ASDの異常行動の理由の1つは、処理速度の不足とその結果としての認知障害に起因する可能性があります。 処理速度の遅さは、思考や行動を自動的に想起して定式化する実行機能の能力の低下に関連しており、その結果、処理速度が遅い自閉症の人は、複数の経験にわたる関係を学習したり認識したりすることが非常に困難になります。 その結果、これらの個人は、視覚的な詳細や各状況の個々のルールを記憶することで、環境からの情報を統合する能力の低下を補います. これは、この障害を持つ個人がルーチンを正確に詳細に実行し、環境の些細な変化で大きな苦痛を示す傾向がある理由を説明しています.

障害のある機能的接続性は、ASD の認知機能障害の根底にあります。神経接続性の問題は、ASD 患者で広く報告されています。 たとえば、拡散テンソル イメージング (DTI) および電気生理学的研究では、腹内側前頭前皮質および側頭頭頂接合部におけるミエリンの完全性の低下が報告されています。 同様に、機能イメージング研究では、ASD患者の作業記憶、実行機能、および行動の感情的意味の解釈のテストで、活性化された脳領域間の同期が低下していることがわかりました.

ASD における皮質の抑制と興奮性 (E/I 比): ASD における症状の提示の大幅な変動性は、神経系障害の徴候として理解できるようになり、いくつかの脳接続障害に起因する異なる脳領域間の相互作用に異常が見られます. ASD の根底にある接続の問題に関連するのは、皮質興奮性の調節不全です。 新たな原則の 1 つは、自閉症の認知障害は、ASD のさまざまな認知機能を仲介する神経回路内の過度に高いレベルの興奮によって引き起こされるというものです。 ASD の病態生理学における抑制に対する皮質細胞の興奮の比率 (E/I バランス) の増加の役割が示唆されていることは、GABA 作動性シグナル伝達の減少が自閉症患者の脳に共通する特徴であることを示した最近の研究によって支持されています。根底にあるメカニズムとして興奮性グルタミン酸作動性シグナル伝達の増強を伴う。 これらの調査結果は、皮質細胞の E/I の不均衡または過興奮性が、発達中の脳における正常な進行性分化および機能的結合の精緻化を混乱させる可能性があることを示唆する神経結合研究と一致しています。

経頭蓋直流刺激 (tDCS) が皮質興奮/抑制バランスの調節に及ぼす影響: tDCS は、陽極および陰極電極を介して頭皮に低直流電流を印加することにより、皮質活動レベルに影響を与える非侵襲的神経調節方法です。 磁気共鳴分光法 (MRS) 研究では、アノード tDCS は抑制性神経伝達物質ガンマアミノ酪酸 (GABA) の局所濃度を低下させることによって皮質興奮性を増加させるのに対し、カソード tDCS は興奮性グルタミン酸レベルを低下させることによって皮質興奮性を低下させることが報告されています。 カソード tDCS はニューロンの過分極によって引き起こされる皮質興奮性を低下させることができるため、カソード刺激は、ASD に罹患した患者の皮質興奮性を低下させることによって有益であると仮定するのが合理的です。

認知機能の改善に対する tDCS の治療効果: 過去 10 年間で、運動制御、注意、記憶、言語、および感情を含むさまざまな中枢神経系機能を変更し、調節する tDCS の効果を研究することに関心が高まっています。健常者と患者集団における脳活動レベルと機能的接続性。 現在までに、100 以上の tDCS 研究が有望な結果を示しており、安全性の問題や有害な副作用なしに、tDCS が認知機能に即座にプラスの効果をもたらすことが報告されています。 さらに、シナプス駆動の後遺症は、十分な tDCS 持続時間で誘導されました。 10～13 分間の tDCS の 1 回のセッションで 1 時間の後効果が誘発される可能性があり、周産期脳卒中の子供の治療タスクと組み合わせた tDCS の 10 回の反復セッションは、1 週間後の分光学的バイオマーカーの変化と関連していたことが示されています。 2か月のフォローアップ訪問での刺激と持続的な臨床的改善。 興味深いことに、tDCS を単独で受けるよりも、tDCS を治療課題と組み合わせた場合に、より有意な行動/認知の改善が報告されています。 これらの調査結果は、tDCS 中に治療タスクを実行すると、関与する神経回路に刺激効果を向けることができるという概念と一致しています。 その中で、tDCS と治療課題との結合は、基礎となる脳領域への長期増強変化を誘発することにより学習を強化し、課題に関連する脳活動を調節します。 これにより、シナプスの修正が大きくなり、タスクのパフォーマンスが向上します。 さまざまな tDCS プロトコルの中で、背外側前頭前野 (DLPFC) に対する刺激は、広く適用されているモンタージュの 1 つです。 DLPFC を超える tDCS は、神経精神病患者の作業記憶、抑制制御、感情状態、処理などの認知機能を改善することが示されています。

神経精神病患者におけるこれらの予備的調査結果は心強いものですが、ASD 患者への tDCS の適用に関する実証研究は限られています。 しかし、実施された研究は励みになります。 たとえば、左 DLPFC を介して 1.5mA 陰極 tDCS の 1 日 20 分間のセッションを 10 回連続して受けた自閉症患者の 1 つの臨床ケーススタディでは、3 か月のフォローアップ訪問で、高度に障害を引き起こす行動症状の持続的な有意な改善が示されました。 さらに、左側の DLPFC 上の tDCS は、ASD を持つ最小限の言語能力を持つ子供の行動の爆発と言語習得の抑制制御を調節することも示されています。 耐性神経精神障害の脳刺激治療の有望な結果を考えると、本研究は、ASDの青年における機能的結合の強化に特に関心を持って、認知機能の改善に対するtDCSの反復効果を調査することを目的としています。