外傷性脳損傷における急性間欠性低酸素症 (AIH)

この研究の目的は、急性間欠性低酸素症 (AIH) が医学的に安定した慢性外傷性脳損傷 (TBI) 患者に安全に投与できるかどうかを判断することです。 AIH が中枢神経系 (CNS) の神経可塑性を促進することを示す証拠があります。 AIH は、脳幹の縫線核の酸素感受性セロトニン作動性ニューロンを刺激し、CNS のさまざまな領域へのセロトニン放出を引き起こします。 この放出により、皮質ニューロン上またはその近くのセロトニン受容体が活性化され、脳由来神経栄養因子、血管内皮増殖因子、およびエリスロポエチンを含む複数の栄養因子の合成が増加します。 これらの作用は、GABA などの神経伝達物質の機能にも影響を与えます。 脳内の成長因子のより大きな発現は、シナプス強度、皮質ニューロンと介在ニューロンの興奮性、および脳内および脳間領域の接続性を高めることにより、神経可塑性を促進します。 注目すべきは、低酸素誘発性の神経可塑性は、急性の断続的な暴露でのみ発生するが、同じ持続時間の連続的な低酸素によって誘発されないことです。 AIH は TBI 患者に安全に投与できますか? 以前の動物およびヒトの証拠の優勢は、軽度のAIHの毎日のエピソードが、安静時血圧、動脈圧、心拍数、心拍変動、心拍出量、または認知機能などの重要な安全パラメータに悪影響を及ぼさないことを示唆しています. 今日まで、病理学的後遺症を引き起こすことなく有益な神経可塑性を誘発する AIH プロトコルは、10% 吸気酸素の 15 x 90 秒のエピソードなど、サイクル数の少ない適度な低酸素症の短いエピソードに制限されてきました。 慢性脊髄損傷と脳卒中のヒトを対象とした最近の研究では、これらの軽度の AIH エピソードが 5 日間連続して繰り返されても、病理学的影響なしに安全に許容できることが示されました。 別の最近の研究では、中等度の毎日の AIH の 4 週間のプロトコル (1.5 分ごとに 9%/21% の酸素を循環させる、1 日 15 サイクルを 4 週間) でさえ、医学的悪影響や認知障害を誘発しないことが示されました。 したがって、蓄積された証拠は、反復 AIH が有害な影響なしに TBI 患者の神経行動機能を強化できるかどうかを研究するために安全に使用できることを示唆しています。 この研究では、通常の酸素濃度 (目標 SpO2 98%) から始めて、次の 3 つのセッションで徐々に酸素濃度を下げて、2 ～ 4 週間にわたって 4 つの異なる日に 16 人の患者に軽度の AIH を投与します。 (93%、87%、82%)。 私たちの主な目的は、軽度の AIH を持続的な機能障害を持つが臨床的に安定している慢性 TBI 患者に投与しても安全かどうかを判断することです。 この研究の二次的な目的として、軽度の AIH 投与が記憶と認知、単一パルス経頭蓋磁気刺激によって評価される皮質活性化、または研究前の脳構造に影響を与えるセッション後または累積的な影響があるかどうかを評価します。または、構造的および静止状態の機能的磁気共鳴画像法によって検出される機能的結合性は、AIH に対する反応を予測します。 この研究で軽度の AIH に対する悪影響が観察されない場合、軽度の AIH を単独で、または神経行動療法と組み合わせて使用​​する臨床試験では、AIH が TBI 後の機能的パフォーマンスの改善を促進するかどうかを評価できます。