SCI における上肢リハビリテーションを改善するためのターゲット HD-tDCS

研究者らは最近、従来の tDCS とリハビリテーションを組み合わせることで、SCI 患者の上肢機能を改善できるかどうかを評価する臨床試験を完了しました。 全体として、研究者らは、従来の tDCS が上肢機能の改善に有望であることを発見し、観察された効果サイズは 0.23 から 0.58 の範囲でした。 この試験のデータを使用して、研究者はレトロスペクティブ分析を行い、被験者が経験した機能的利益のレベルが、弱い筋肉に特化した皮質領域に供給されるtDCS電流の強さに関連しているかどうかを判断しました. 調査員は、共同研究者であるビクソン博士が開発したソフトウェアのモデルを使用して、現在の配信を概算しました。 現在の研究者の分析では、従来の非焦点 (35 cm2) tDCS の 10 セッション後の器用さの改善は、主に弱い筋肉専用の運動皮質領域内に電流が供給された場合に、より大きくなったことがわかりました。

レトロスペクティブ分析を拡張して、研究者は最近パイロット研究を実施し、tDCSの焦点がSCI患者の機能的利点を直接変えることができるかどうかを判断しました. 具体的には、研究者は、握力と皮質脊髄経路の興奮性に対する従来の、偽の、および焦点を絞ったtDCSの効果を評価する単一セッションのクロスオーバー研究を実施しました（n = 2）。 現在の研究では、研究者は高解像度 tDCS (HD-tDCS) を利用して、tDCS でより焦点の合った電流を配信しました。 HD-tDCS は、単純なキャップを介して「X 型」構成に配置された 5 つの小さな電極 (0.8 cm2) を介して電流を供給します。 この構成は、従来の非焦点 tDCS と比較して、標的領域内の電場の 80% 大きい集中または集束につながります。

現在のクロスオーバー研究では、タスクトレーニングと組み合わせた tDCS の 30 分間の適用の前と直後に結果が評価されました。 十分なウォッシュアウトを可能にするために、セッションは 1 週間間隔で行われました。 研究者らは、HD-tDCS が従来の tDCS と比較して握力に大きな影響を与えることを発見しました。 最も顕著なのは、HD-tDCS が握力を改善したことです (+15.9 N) 従来の tDCS では握力が低下しました (-5.5 N)。 HD-tDCS に続く握力の増加により、被験者は水の入ったボトルを握ったり、小さな物体を保持したりする新しい能力を報告しました。 全体として、握力の生の変化は、従来の tDCS と比較して HD-tDCS の 40% の利点に変換され、15% を超える変化が臨床的に重要であると定義されました。 研究者らはまた、HD-tDCS を 1 回適用すると、従来の tDCS と比較して、弱い上腕三頭筋の皮質脊髄興奮性が大幅に増加する可能性があることも観察しました。 電場を集中させると、健康な個人の皮質脊髄興奮性がより大きく、より長く持続的に増加することが示されているため、これは驚くべきことではありません。より多くの電流の流れがより少なく変動し、HD-tDCS (従来の tDCS よりも 98% 改善) 後に皮質ターゲットに到達するため、発生する可能性が高い効果。 研究者の以前の調査結果に基づいて、HD-tDCS は 40% 以上の利点を提供し、提案された臨床試験の従来の tDCS と比較して臨床的に有意な利益をもたらすと予想されます。

tDCSの焦点が機能的利益と皮質脊髄興奮性を直接変化させる可能性があるという研究者の集団的発見は、他の研究者によって裏付けられています。 注目すべきことに、脳卒中性失語症の研究では、発話中に活性化された皮質領域に tDCS 電流をターゲティングすると、tDCS の機能的利点が向上することが示されています。 同様の所見が線維筋痛症および作業記憶において報告されています。 したがって、他のものと組み合わせて、研究者の結果は、焦点tDCSの適用が従来の非焦点tDCSで達成されたものよりも上肢機能のさらに大きな改善につながるかどうかを研究する原動力を提供します.

現在の研究は、研究者の最初の臨床試験とパイロットのクロスオーバー研究から直接構築されます。 治験責任医師は、臨床的実現可能性試験を実施し、SCI における HD-tDCS の適用が、従来の tDCS の適用よりも残存皮質脊髄経路の興奮性と麻痺性上肢の機能のより強力な増加を引き出すかどうかを初めてテストします。

慢性C2〜C6 SCIの24人の被験者が、無作為化された評価者盲検の臨床的実現可能性試験に登録されます（セクション1.3を参照）。 無作為化の前に、被験者は 2 週間のベースライン コントロール フェーズを完了します。 ベースライン コントロール フェーズからのデータは、疾患の不均一性と tDCS による変動性がデータ分析で説明できるため、各患者が独自のコントロールとして機能することを可能にします。 ベースライン コントロール フェーズの完了後、被験者は無作為に 2 つのグループに分けられます: HD-tDCS + 大量の練習トレーニングまたは従来の tDCS + 大量の練習トレーニング。 ランダム化は、一般化されたランダム化ブロック デザインを使用して実行されます。 ブロック内の被験者は、弱い上腕三頭筋 (すなわち、筋電図検査によって測定される最大随意収縮; EMG) の強度に基づいて照合されます。 無作為化のためのコンピューターベースのソフトウェアが使用されます。 介入の直後に、被験者は事後検査およびフォローアップ（介入の4週間後）に機能的および神経生理学的検査を受けます。 従来のアプリケーションと HD-tDCS アプリケーションは視覚的に異なって見えるため、神経生理学的結果と上肢の機能的結果を収集して分析する評価者のみが、提供される tDCS パラダイムに目がくらんでしまいます。