中等度低酸素状態に対する脳の接続性と皮質脊髄路興奮性 (NEUROXIE)

低酸素症とは、通常の状態に比べて酸素（O₂）の利用可能性が低下した状態を指します。重度の低酸素症は有害な影響でよく知られていますが、特に断続的に投与された場合の中等度の低酸素症は、血圧調節の改善やエネルギー代謝の向上など、心臓代謝の健康に潜在的に有益な効果をもたらす可能性があります。

動物モデルでは、低酸素症が神経栄養因子の発現を促進し、神経可塑性を刺激し、脳血管機能を向上させることが示されています。ヒトでは、いくつかの研究が、断続的低酸素症が連続的低酸素症よりも顕著な心臓代謝適応を誘発し、高齢者の特定の認知機能を改善する可能性があることを示唆しています。最近の知見はまた、中等度の低酸素症が安静時の自発的脳活動、特にアルファ周波数帯で変化を引き起こし、機能的脳ネットワークに影響を与える可能性を示しています。

しかし、中等度の低酸素症が安静時の脳ダイナミクスに及ぼす影響は、ヒトではまだ十分に文書化されていません。したがって、関与する潜在的な適応プロセスをよりよく理解し、脳の健康を最適化するための非薬理学的介入としての断続的低酸素症の関連性を評価するために、脳の電気的および血行動態応答の詳細な特性評価が必要です。

このプロジェクトの主な目的は、健康な個人における連続的および断続的中等度低酸素症が安静時脳ダイナミクスに及ぼす影響を評価することです。このために、安静時脳活動の機能的マーカーを抽出するために、同時EEGおよびfNIRS記録が収集されます。二次的な目的は、中等度の低酸素症が脳の接続性および皮質脊髄路興奮性に及ぼす影響を調査することです。

これは単一施設での探索的記述研究です。各参加者は、少なくとも1週間間隔で行われ、疑似ランダム化順序で提示される3つの実験セッション（すなわち、断続的低酸素症、連続的低酸素症、および常酸素症）中に評価されます。低酸素期間中は、末梢酸素飽和度（SpO₂）を85％から90％の間を目標とします。

• セッションA：連続的中等度低酸素症への曝露（30分）
• セッションB：断続的中等度低酸素症への曝露（5分間の低酸素症と5分間の常酸素症を交互に6サイクル）
• セッションC：30分間の常酸素症への曝露

参加者は、fNIRSを使用して酸素化ヘモグロビン[HbO₂]および脱酸素化ヘモグロビン[HbR]濃度の測定により、EEG活動と血行動態信号を同時に記録できるキャップを装着します。利き手の第一背側骨間筋の活動は、表面筋電図を使用して記録されます。記録中（すなわち、低酸素症または常酸素症への曝露中）、参加者は安静状態を保ち、運動活動や特定の認知刺激は行いません。

皮質脊髄路興奮性は、各低酸素曝露期間の前後にTMSを使用して評価されます。この目的のために、安静時運動閾値の120％でTMSを使用して対側運動皮質を刺激した後の利き手の第一背側骨間筋における運動誘発電位の振幅を測定します。この測定は、一次運動皮質の興奮性の変化に寄与する3つの皮質内メカニズムの効率の評価によって補完されます：短間隔および長間隔皮質内抑制（それぞれSICIおよびLICI）、および皮質内促進（ICF）。これらの測定は、ペアパルスTMSプロトコルを使用して取得されます。