痙性両麻痺の子供の歩行に対する経頭蓋直流刺激と仮想現実

脳性麻痺 (CP) は、初期段階の脳損傷によって引き起こされ、1,000 人の出生ごとに 2 ～ 3 人の子供が罹患します。 CP は、支配的な神経学的徴候 (痙性、運動障害、または運動失調) に応じて、さまざまなサブタイプに分類されます。 てんかんと知的障害、および言語、聴覚、視覚の問題は、すべて一般的な合併症です [1]。 痙性両麻痺 CP は、生涯を通じて最も一般的な発達障害の 1 つであり、皮質脊髄および体性感覚回路の活性化の低下を伴う皮質下脳活動の大規模な変化によって引き起こされ、随意活動中の中枢神経系の活性化の低下につながります。

歩行障害は、痙性両麻痺 CP の子供の 90% に見られます。これは、この皮質興奮性の低下に起因し、下肢の痙性、過度の筋力低下、関節可動性の障害、および協調とバランスの低下によって悪化します。 具体的には、CP を持つ子供は、他の影響を受ける時空間歩行パラメーターの中でも、歩行速度、ケイデンス、歩幅が減少しています。 機能障害と健康の国際分類では、歩行の空間的および時間的特性の変化が、機能低下と地域社会への参加の重要な予測因子であると考えています。 さらに、しゃがみ歩行、はさみ、およびその他の非定型歩行パターンは、この集団では一般的であり、歩行の運動学的および運動学的特性にさらに影響を与え、代謝的に高価な移動、高い転倒リスク、および長期的な筋骨格損傷につながります。 痙性両麻痺 CP の子供の場合、リハビリテーションの主な目標は、外部からの補助の有無にかかわらず、可動性と適切な歩行パターンを促進することです。 歩行の時空間的および運動学的特性を改善すると、歩行機能が改善され、歩行効率が向上し、長期的な障害のリスクが軽減されます。 ひいては、これらの子供たちがより多くの日常生活活動、家族や社会との有意義な交流、環境探索に参加し、身体的発達を改善することを可能にします.

現在の研究では、研究者は、仮想現実 (VR) と経頭蓋直流刺激 (tDCS) の 2 つのテクノロジー主導の戦略を検討しました。 どちらの介入も治療の可能性について研究されており、特に子供では結果がまちまちです。 具体的には、VR は現実の活動をシミュレートしながら、反復、感覚入力とフィードバックの強化、エラーの削減/強化を提供して、リハビリテーション プロセス中のモチベーションを高めることができます。 トレーニング ツールとして、VR は、コンテキストの動的な変化から生じる視覚的知覚刺激を提供します。これは、集中力と追加の姿勢制御を必要とする一方で、規制されたエクササイズの実行に役立つ可能性があります。 神経画像研究は、VR が皮質の再編成と神経の可塑性を刺激することにより、学習と回復を促進できることを示唆しています。 これまでの研究では、バランス、歩行速度、および/または距離を改善し、身体活動を促進するための子供向けの治療ツールとして VR が利用されてきました。 追加の VR 療法は、しゃがむ、立つ姿勢、エネルギー消費などの活動における機能的パフォーマンスを向上させることが示されています。 ニンテンドーWiiのようなVR関連製品の商品化により、多くの仮想ゲームが家庭用に手軽に利用できるようになりました。 これらのゲームは、多くの場合、バランス、姿勢、ダイナミックな動きに挑戦し、訓練するように設計されています。これらはすべて、歩行の重要な要素です. したがって、VR ベースのリハビリテーションは、歩行障害を軽減し、動的機能を改善するためのユニークでアクセスしやすい治療アプローチを提供する可能性があります。

対照的に、tDCS は、既存の神経経路を最適化して、リハビリテーションによって達成された機能的利得を延長および/または改善することに焦点を当てたニューロモジュレーション技術です。 tDCS は、刺激された脳領域の興奮または抑制にそれぞれ対応する、陽極刺激または陰極刺激のいずれかを介して適用されます。 陽極刺激は脱分極を通じて皮質の興奮性を高め、より自発的な細胞発火を可能にしますが、陰極刺激は過分極による抑制効果があります。 機能的には、これは tDCS の適用が対象となる脳の領域の活動に影響を与えることを意味します。 以前の研究では、皮質脊髄路への皮質入力の抑制が CP の痙性増加の原因である可能性があることが示されているため、陽極刺激が痙性 CP 患者のこれらの症状を軽減すると予測することは合理的です。 陽極 tDCS の神経生理学的効果は、CP のすべてのサブタイプの治療に適用できる皮質活動のこの増加を通じて運動学習を強化することもできます。 これらの利点は、歩行機能の改善にもつながる可能性があります。