運動ニューロン疾患における神経筋伝達障害：早期および個別診断のためのバイオマーカー (MotorMarker)

筋萎縮性側索硬化症 (ALS) または運動ニューロン疾患 (MND) は、運動機能の進行性の喪失につながる終末期の神経変性疾患です。 ALS の治療は依然として未解決の課題であり、集中的な研究にもかかわらず、診断と治療はまだ十分に個別化されていません。 新しい治療法と診断後のケアの質は、個々の患者レベルでの早期診断によって強化され、オーダーメイドのケアと個別化された治療が可能になります。

診断を個別化するには、病気の発症を早期に検出し、病気のさまざまなサブタイプを区別するための、信頼できる定量的バイオマーカーが必要です。 具体的には、モーター ユニット数推定 (MUNE)、モーター ユニット数インデックス (MUNIX)、経頭蓋磁気刺激における皮質興奮性 (TMS)、EMG 筋肉間コヒーレンス、磁気共鳴 (MR) など、ALS で使用するためのいくつかのバイオマーカーが調査されています。およびその他の画像処理技術、および EEG シグネチャ。 しかし、これらの技術、特に電気的筋肉活動の安価な非侵襲的記録 - バイポーラまたは高密度表面筋電図 (sEMG)、および電気的脳活動 - 表面脳波 (sEEG) - の診断的有用性は限られています。 ALS で影響を受ける神経生理学的メカニズムとは強く関連していません。

人間の運動系には 2 つのサブシステムがあります。α 運動系は運動ニューロンと脊髄介在ニューロンを直接神経支配し、γ 系は筋肉のフィードバック反射ループのセンサーを調節して間接的に筋肉の活性化に寄与します。 これらの 2 つのシステムは神経筋通信および制御ネットワークを形成し、それを介して神経信号が筋肉との間で伝達され、協調運動が行われます。 ALS では、上位運動ニューロンと下位運動ニューロンの両方の機能が破壊されます。 下位運動ニューロンでは、α 運動系の変性が γ 系の前に始まり、α および γ 系の相対的な寄与が変化し、運動における神経筋伝達のパターンが歪められます。 したがって、機能と機能不全の各サブシステムに関連する感覚運動ネットワーク通信パターンを反映する電気生理学的シグネチャを区別して分離することは興味深いことであり、これはバイオマーカーとして機能する可能性があります。 ALSの特定のサブグループでは、すなわち 原発性側索硬化症 (PLS) および進行性筋萎縮症 (PMA) - それぞれ上位または下位の運動ニューロンの選択的変性があります。 したがって、ネットワーク通信パターンのより具体的な変化が予想されます。

サイバネティックスの特性 (通信、制御、および情報伝達) を分析するには、相互接続されたネットワークとして神経筋系のいくつかのポイントから電気生理学的信号を分析する必要があります。 これは、EMG/EEG のパターンの共変動性の共同記録と高度な分析によって実現できます。 機能的運動課題中の（方向性）皮質筋コヒーレンスと方向性ネットワークの影響。 EEG と EMG の両方に基づく神経筋コミュニケーション測定 (ネットワークとして測定される病態生理学的変化の指標) は、単独で EEG または EMG のいずれかに基づく測定 (結節で測定される構造変化の指標) よりも、ALS の発症とサブタイプをよりよく反映すると仮定されています。 .

電気生理学的シグネチャの識別に成功すれば、ALS の診断に使用できます。これは、より良い患者ケアと新しい神経運動リハビリテーションの開発という点でも役立つ可能性があります。