反復的な経頭蓋磁気刺激と拡張現実を組み合わせて脳震盪の症状を変化させる

カナダでは外傷性脳損傷（TBI）の発生率が増加しており（Rao et al., 2017）、2031年までにカナダ人が罹患する最も一般的な神経疾患の1つになると予想されています（カナダ公衆衛生局, 2014）。 外傷性脳損傷の最大 90% は、脳震盪としても知られる軽度 (m) 外傷性脳損傷として分類されます (Cassidy et al., 2004)。 2019年の連邦政府脳震盪報告書によると、カナダでは年間20万人のmTBIが発生していることが示されている(Casey & Fonseca、2019)。 mTBI の症状は脳震盪後症状 (PCS) と呼ばれ、めまい、頭痛、気分の変化、認知障害などがあります (Ryan & Warden、2003)。 PCS は通常、自然に解決されます。 しかし、一部の患者は、最初の頭部外傷後 3 か月を超えて持続する PCS を経験します。

めまいは、頭痛に次いで 2 番目に多い mTBI の症状です (Gianoli、2022)。 mTBI 患者の最大 81% が最初の臨床検査時にめまいを呈すると推定されており、患者の 25% では最初の外傷後 1 年以上持続する可能性があります (Corwin et al., 2015; Hartvigsen et al. 、2014）。 脳震盪後めまい（PCD）は、姿勢の不安定、進行中のめまい、平衡感覚障害、吐き気、頭の動きに対する不耐性として現れることがあります（Dougherty et al., 2024; Marshall et al., 2015）。 これらの症状は生活の質を大幅に低下させ、運転、仕事、日常活動の実行能力に影響を与える可能性があります（Ciorba et al., 2017; Hall et al., 2022）。

PCD は通常、前庭障害と関連しています (Gianoli、2022)。 さらに、mTBI後にめまいを訴える多くの患者は、聴覚系および前庭系の生理学的異常を示している(Toglia et al., 1970)。 したがって、PCD に対する最も好ましい治療法は、前庭リハビリテーション療法 (VRT; 6,14) と呼ばれるバランス トレーニングの一形態です。 VRT は、前庭系の適応、置換、および慣れを促進する一連のエクササイズで構成されています (Galeno et al., 2022)。 神経可塑性によって媒介される適応とは、損傷した前庭系からの信号に「適応」する際に、神経系が徐々に再構築されることです。 代替とは、前庭機能の低下を補う戦略を学習するプロセスです。 慣れとは、特定の動きに繰り返しさらされることによって、特定の動きに対する感覚が徐々に鈍くなっていくことです。 これらの訓練は、多くの場合、個人の障害領域に基づいて個別に処方されます（Murray et al.、2017）。 具体的な運動の種類には、視線の安定性、慣れ、置換、およびバランスの運動が含まれます。 これらは、前庭動眼反射（VOR）の欠損をターゲットにし、障害された運動感度を改善し、中枢の再プログラミングを促進し、平衡感覚を改善します（Aligene & Lin、2013）。 バランスタスクなどの従来の VRT は単調であり、多くの場合、訓練を受けた専門家が管理する必要があります (Smółka et al., 2020)。 しかし、インタラクティブ ゲームの形式の VRT は魅力的であり、バランス、めまい、可動性にプラスの影響を与えることが示されています (Rosiak et al., 2018; Szturm et al., 2011)。 拡張現実 (AR) を通じて提示されるインタラクティブなゲームからなる感覚運動トレーニングの形式はまだ研究されていません。 前述の VRT と同様のメカニズムによって PCD を削減するのに役立つ可能性があります。

AR は通常、仮想オブジェクトをユーザーの環境にオーバーレイする不透明なガラスを通して表示されます。 これにより、ユーザーは仮想環境と物理環境の両方を同時に操作できるようになります。 私たちの AR 介入には、さまざまな頭の向きや姿勢でタスクを達成するために、目標に向けた頭の動きを促進するゲームが含まれます。 このゲームは、繰り返しの露出を通じて、前庭系の適応、置換、慣れを促進して PCD を減らすことを目的としています。

反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS) と呼ばれる非侵襲性神経調節技術は、AR 前庭トレーニングを改善する可能性があります。 間欠シータバースト刺激（iTBS）と呼ばれるrTMS送達の1つの形式は、ニューロンの興奮性における長期増強（LTP）様の変化を誘導することによってシナプス可塑性を促進します（Huang et al.、2009）。 文献によれば、一次運動野（M1）に送達されたiTBSが運動トレーニングと併せて学習を改善する可能性があることが示唆されている（Platz et al., 2018; J. J. Zhang et al., 2022）。 rTMS はめまいも改善する可能性があります。 rTMS を 10 回セッションすると、重度の PCD に苦しむ患者のめまい症状の重症度と頻度が 50% 以上減少します (Paxman et al., 2018)。 M1 に送達された iTBS は、脳卒中後の患者のバランスを改善します (Liao et al., 2023)。 全身性炎症は、mTBI に対する重要な生理学的反応であり、めまいの原因となる可能性があります (Visser et al., 2022)。 いくつかの研究では、脳卒中やうつ病などの臨床集団におけるrTMSの抗炎症効果が観察されている（Cha et al., 2022; Rajkumar, 2024; Velioglu et al., 2021; Zuo et al., 2022）。 趙ら。難治性うつ病患者に対する rTMS の 20 セッションにより、上昇した TNF-⍺ と IL-1β のレベルが健康な対照のレベルまで低下することを発見しました。 脳の成長に重要なBDNFのレベルは、介入後に健康な対照のレベルまで増加した。 TNF-⍺、IL-1β、およびBDNFに対するこの効果は、rTMSを受けなかった臨床対照群では観察されませんでした（Zhao et al., 2019）。 チャら。 Chaらは、脳卒中後の患者におけるrTMSの10セッション後に、炎症性サイトカインTNF-⍺、IL-1β、およびIL-6が同様に減少したことを報告した(Cha et al., 2022)。 ヴェリオグルら。は、rTMS の 10 セッションがアルツハイマー病患者の BDNF を増加させることを発見しました (Velioglu et al., 2021)。 これらの効果は、他の持続性 PCS に対する rTMS の効果の背後にある考えられるメカニズムに対する証拠も提供します。

重度の持続型 PCD 患者は、多くの場合、医学的介入または外科的介入を必要とします (Gianoli、2022)。 これらの人々に対する非侵襲的治療の選択肢が明らかに必要とされています。 この研究の主な目的は、提案された手法が実現可能であり、大規模な研究で PCD 患者の脳震盪症状を変化させるために使用できるかどうかを判断することです。 この研究では、PCD 患者のめまい障害と姿勢安定性に対する AR 前庭トレーニングと組み合わせた iTBS の効果も調査します。 さらに、この研究は、rTMS が持続性 PCS の炎症を調節できるかどうかを判断することを目的としています。