実験的に誘発された感作後の運動単位の異常

中枢性感作は、体性感覚応答の増幅をもたらす脊髄および脊髄上痛の促進回路および抑制回路の機能不全が原因で発生する可能性がある、中枢神経系における神経細胞の過興奮性の状態を表します。 体性感覚の変化を超えて、運動機能の変化も痛みを伴い、神経筋機能障害の反射である可能性があります。 正常な求心性入力と正常な中央処理回路は、正常な遠心性出力を提供するために不可欠です。 ただし、後角内で発生する変化が前角に及ぼす影響は、ほとんど定義されていません。

運動単位の評価は、前角内の疾患や異常を評価する上で非常に重要です。 前角細胞が存在する前角の活動は、運動単位の活性化に非常に重要です。 表面筋電図 (sEMG) と筋肉内筋電図 (iEMG) は、運動単位を記録して運動制御と前角に対する中枢感作の影響を理解することにより、筋肉への神経駆動を評価するために使用できます。 Henneman のサイズ原則に基づいて、モーター ユニットは同じ順序で採用されるべきであり、小さいユニットが最初に採用されます。 この原則は、中枢性感作が運動単位レベルで異常を引き起こすかどうかを調査する機会を提供します。

以前は、カプサイシンを介した神経生理学的効果を調べるために、健康な被験者に中枢性感作が誘導されました。 唐辛子抽出物であるカプサイシンは、中枢感作の実験的過渡状態を効果的に誘発するために使用できます。 拡張された感覚反応の存在とカプサイシン後の脊髄侵害受容系の関与は、主に定量的感覚検査法と筋電図 (EMG) によってテストされています。

感覚異常をよりよく理解するための実験的カプサイシンの有用性にもかかわらず、運動機能と運動単位動員への影響はあまり研究されていません. 証拠は、末梢カプサイシンによる侵害受容入力が、運動機能に対して中枢性を介した抑制効果を発揮することを示唆しています。 ピーク感作時の運動中の二乗平均平方根 (RMS) 振幅の減少は、針 EMG によって測定されました。 ただし、カプサイシン誘発性感作が個々の運動単位またはその動員パターンに及ぼす影響は、これまで調査されていません。

この研究の目的は、局所カプサイシン誘発感作が前角活動に影響を与えるかどうかを判断することでした。 カプサイシンは、個々の運動単位の活動だけでなく、多くの運動単位の動員パターンの変化を誘発し、カプサイシンの適用レベルとは異なるセグメントレベルで運動単位の活動に影響を与える可能性があると仮定しています.

参加者：

23 人の健康な参加者、年齢 20 ～ 70 歳、過去 30 日以内に頸胸部領域に直接的な外傷がない、関節リウマチなどの炎症性疾患の過去の病歴がない、パーキンソン病や運動ニューロン疾患などの神経変性疾患がない筋萎縮性側索硬化症、または他の神経筋障害がこの研究のために採用されました。 また、含まれる被験者は、正常な肥満度指数 (18.5 ～ 24.9) を持ち、疼痛視覚アナログ スケール (VAS) が 3 未満であり、疼痛の重症度が低いことを示しています。 一般集団における首の痛みの有病率が高いため、軽度の痛みやうずきは、下にある筋肉の異常に必ずしも関連しているわけではありません. 参加者は英語でコミュニケーションできる必要がありました。 3か月以上持続する痛みがある場合、参加者は除外されました。

実験プロトコル:

研究における適格性を評価するために、最初のスクリーニングが行われた。 各参加者は、手を膝の上に快適に置いて直立して座り、首と肩の筋肉をリラックスさせるように求められました. 次に、研究チームの医師は、患者の痛みの強さを視覚的アナログ尺度 (VAS) で評価しました。 VAS は 0 ～ 100 mm の範囲で、0 mm はまったく痛みがないことを表し、100 mm は想像できる最悪の痛みを表します。 これに続いて、中枢性感作の存在を確認するために、通常は痛みを引き起こさない刺激による痛みを特定するために使用される臨床技術であるブラシ アロディニアを実施しました。 二次性アロディニアの境界をマッピングするために、被験者は、灼熱感の増加、激しい刺痛、または不快な感覚などの感覚知覚の明確な変化を認識するように指示され、その場所がマークされました. ブラシ アロディニア スコア (BAS) は、Cavallone et. アル。 ＶＡＳおよびＢＡＳによる中枢性感作の存在を、感作の誘導前のベースライン（前）および２０分後（後）に評価した。

包含基準と除外基準のスクリーニングが成功すると、参加者は左側の皮膚領域 (上部僧帽筋と棘下筋の上にある) をアルコール準備パッドと水で洗浄しました。 表面筋電図を適用する前に、「3M Red Dot」研磨ストリップで皮膚を研磨した（Trigno Galileoセンサー、Delsys Inc.）。 電極は、僧帽筋上部の筋腹と棘下筋の 4 つの領域、および C7 と肩峰の参照電極に配置されました。 これらの電極は 4 チャンネルの EMG センサーで、信号は 20 ～ 450 Hz からフィルタリングされていました。 sEMG 記録は、信号分析のためにデータを Neuromap (Delsys Inc.) に中継およびコンパイルする Trigno 基地局にワイヤレスで送信されました。 単極針電極を僧帽筋の上部線維に挿入し、その基準を鎖骨の中央点に配置しました。 このセットアップを使用して、Excaliber、Natus Medical 臨床電気診断機を使用して、単一運動単位の筋肉内記録を実施しました。

介入適用前の筋電図記録

参加者は、1 分間で 0° から 90° まで、次に 90° から 0° まで水平に肩の外転を行うように指示されました。 研究対象者は、2 秒ごとに腕を動かすよう口頭で合図されました。 この間に sEMG が記録されました。 この作業が完了すると、単極の筋肉内針電極が僧帽筋上部に直接配置されました。 次に参加者は、肩をすくめて僧帽筋を穏やかに収縮させ、その領域の最初の運動単位のみを動員するように指示されました。 信号の視覚的フィードバックが被験者に与えられ、運動のために最初の運動単位のみが活性化されたことを確認しました。 この運動単位からの信号は、記録が行われる前に、ベースラインと振幅特性からの初期偏差に対して最適化されました。 iEMG 記録は、6 kHz のサンプリング周波数で 30 秒間記録されました。

介入の適用

参加者は、2.5 ml (75µg/ml) のカプサイシン クリーム (治療、Zostrix ブランド) またはスキン ローション (プラセボ) のいずれかを投与されました。 参加者は、クリーム用の隠し容器を使用して、配信された治療についても知らされていませんでした. 適用位置は、すべての記録が行われた左側の T3 から T8 に伸びる僧帽筋上の 10 cm x 10 cm の正方形でした。

ベースラインの sEMG および iEMG 記録を収集した後、訓練を受けた医療専門家がカプサイシン/プラセボ クリームを標準化された 10 cm x 10 cm 四方の脊髄レベル T3 ～ T8 の皮膚領域に直接塗布し、その中の侵害受容求心性神経を感作しました。領域。 カプサイシンの感作効果を有効にするために、20 分間の待機期間が使用されました。

介入適用後の筋電図記録

中枢性感作の存在を確認するために、二次異痛の領域である一次侵害受容領域（局所配置の領域）の外側の機械的異痛を検出するためにブラシ異痛を使用した。 中枢性感作が確認されると、局所カプサイシンを塗布した参加者は、研究の実験群に参加しました。