歩行訓練の記録ばかりの記事でしたので、今回は医学的な話題にします。脳の可塑性に注目したリハビリテーションの話題です。これに関したサイトを見つけたのでご紹介します。内容は下記の内容です。脳は変化し、脳細胞は再配列し、脳の可塑性を高めるリハビリとしては、社会的な接触とトレーニングとを組み合わせた環境が良いようです。脳細胞を刺激して、脳細胞を再配列する
事を促す。外に出て刺激、変化を感じる事が良いようです。 また、麻痺側を積極的に使う事のトレーニングも必要のようです。
私は、毎日大変な思いをして会社に行っていますが脳の可塑性のリハビリになっている思いを感じました。脳細胞が再配列出来れば元の機能がとりもどせるので、会社リハビリを頑張って続ける思いが出てきました。
脳の可塑性
1 脳は変化するか
脳の可塑性という言葉は、ノルウェーの神経解剖学者のAlf Brodaが自分が脳梗塞になった体験から、 1973年に唱えだした比較的新しい概念である。
従来型のリハビリが行われてきたにもかかわらず、脳梗塞の機能予後の改善効果はいまだに十分でない。一方、こうしたリハビリテーションの有無にかかわらず、自然に麻痺側の機能が回復していく患者がいる。こうした患者に何が起こっているのかを観察することで、リハビリテーションに新しい目標が生まれるかもしれない。 鍵になるのは脳の可塑性である。
2 脳細胞は再配列する
成長してからの脳細胞の配列は変化しないというのが古くからの考え方であったが、現在はそれは否定されつつある。
動物実験では、成体になったラットの例がある。遊び道具の多いカゴに入ったラットは、普通のカゴに入ったラットよりも1つのニューロン当たりのより樹状突起の数が多くなる。これは、成体になったラットであっても、周囲の環境により中枢神経に変化が生じる証拠になる。
また、人間の記憶や学習のメカニズムを探る研究の中で、成人してからも脳細胞の配列が変わる場合はありうるという証拠は数多く見つかっている。
例えば知覚刺激やあるいは特定の器官、特に手足を活発に用いることで、手足の運動を支配する脳の皮質の面積は拡大することが、健康なボランティアの例で報告されている。また、成人後に盲目になった人では、そうでない人に比べて手の感覚をつかさどる皮質の領域が広いという報告もある。
極端な例では、手術で大脳半球をとってしまった患者の例がある。こうした患者は通常片麻痺になってしまうが、若い患者などでは麻痺側の機能が戻る人がいる。
片脳しかない人の脳の働きを機能MRIなどで調べてみると、麻痺側の刺激に対しても、同側の脳(とられていない側の脳)の細胞が反応することがわかる。
こちら側の脳細胞は、本来は健側の手足の動きをつかさどっているはずであるが、健側の動きで興奮する脳細胞とは別に、より前方外側よりに麻痺側の動きに反応する神経細胞の集まりが新たに発生しているという。この現象は、脳を半分とられた患者であっても、脳がその状態に適応して半分だけ残った脳で両手足の動きを制御していることを意味している。
こうした脳機能の再配列は、脳梗塞の患者でも生じる。片脳の脳梗塞を生じたにもかかわらずほとんど麻痺を生じなかった患者6名の症例報告では、本来の麻痺側を動かす際にも同側の大脳半球が興奮し、また反対側の小脳半球が興奮していた。これは、脳梗塞に陥った大脳半球の働きを、健側の大脳半球、病側の小脳半球が肩代わりをしていることを示している。
同様に、よい回復を示した脳梗塞患者の病側の大脳半球にも変化が生じる。脳梗塞に陥った脳細胞が再び機能することは無いが、麻痺の回復した患者の病側の脳皮質では、手足の動きに合わせて前頭葉、後頭葉の興奮がより強まることが分かっている。本来手足の動きで興奮するのは主に側頭葉なので、ここでもやはり神経細胞の再配列が生じていると考えられる。
一方、こうした神経の再配列を生じても麻痺が治らない人もいる。これは、健側と病側の脳細胞同士で麻痺に陥った手足の制御を"奪い合って" しまっているからであろうと説明されている。
神経の再配列現象は、手足のような末梢の部分よりも、喉頭の動きのような体の中心に近い部分でより生じやすい。脳梗塞に伴う嚥下障害は、脳梗塞患者の3人に1には生じるが、数週間でかなりな人が自然回復する。このときにも、嚥下の中枢では健側の嚥下の中枢の活動がより高まることで、病側の脳細胞の働きを補償していることが分かっている。
麻痺した手足を再び動かすことができるならば、患者の歩行率も向上する。従来は、脳梗塞によって一度失われた脳細胞が復活することはなく、麻痺側のリハビリテーションは拘縮の予防以上の意味合いになることはないとされてきた。このため、麻痺側のリハビリテーションを積極的に行う施設も少なかったが、ここに来て考え方が少し変わりつつある。
3 脳の可塑性を高めるリハビリ
脳皮質を切り取ったり、あるいは破壊したりした脳梗塞モデルマウスを用いた実験では、手術後に他の健康なマウスと一緒にしたり、遊び道具の多い、刺激の多い環境に置かれたマウスのほうが、標準的な静かな環境に置かれた場合よりも回復が早かった。同様の現象は、手術後15日間たってから、刺激の多い環境にマウスを移しても観察された。
さらに、他のマウスとの接触のみ行ったマウスと、自分でトレーニングを行える環境を作ったマウスでは、他のマウスとの社会的な接触を保った群のほうが回復が早く、社会的な接触とトレーニングとを組み合わせた環境が最もマウスの回復がよかったという。
こうした実験結果は、脳梗塞に対しては、従来型のリハビリテーションのアプローチではまだまだ不十分である可能性を意味している。
4 薬物を用いたリハビリテーション
ある種の神経因子が発現すると、脳細胞に可塑性が生じ、シナプスの配列の変化が生じる。
脳に障害が生じた場合、障害後速やかに、それらの神経成長因子が発現する事が知られている。こうした物質を直接投与する実験も行われており、有望という報告もあるが、まだ動物実験の域を出ていない。
一方、同じような効果を期待して、神経細胞の可塑性をより増すような薬物を投与してのリハビリテーションの試みは、人間でも行われている。
脳梗塞の病態は、血管が詰まってからも刻一刻と変わる。ひとつの薬物の投与が脳梗塞のある時期は有効であっても、別の時期の投与はむしろ有害になりうる可能性はある。そういった中で、代表的なものを以下に挙げる。
4.1 GABA作動薬
GABA作動薬にはバクロフェン4をはじめ、ベンゾジアゼピン系の薬剤全て、抗けいれん薬5等があるが、これらは脳梗塞については意見が分かれている。
けいれん様の動きが問題となり、リハビリが進まない患者に対してバクロフェンを用い、効果があったという報告もある6が、一方で片麻痺があり、リハビリによりそれがほとんどわからなくなった患者に少量のミダゾラム7を注射すると麻痺が増強し、一過性にリハビリを行う前の状態に戻ったという報告もあり、脳梗塞になった脳にGABAが与える影響ははっきりしていない。
2.4.2 ノルアドレナリン
ノルエピネフリンやアンフェタミン8、 作動薬を用いながらリハビリテーションを行うと患者の回復が早くなるという報告もある。
これについてはアンフェタミンを与えたマウスの報告や、脳梗塞の患者さんにレボドパの内服を行ってもらい、その後リハビリを行うとリハの効果がより高まったという報告などさまざまなものがある。
ノルアドレナリンが脳の可塑性を増している証拠はあるものの、この物質自体が脳の可塑性を引き起こしているのかについては議論が分かれている。ノルアドレナリンは神経毒性があり、脳に対してはむしろ傷害的に働く。
さらに、この物質が集中力を増したり、また細胞の虚血に対する耐性を増したりする10効果もあるため、どの作用が中心になっているのかは分からない。
.4.2 脳移植
胎児の神経細胞を脳に直接注入する試みも行われている。これを行うと、新しい神経細胞がもともとの神経細胞とシナプスを作っているのが確認できるという。
この手技の効果は、治療後に刺激の多い環境と組み合わせることでよりいっそうの回復が期待できるというが、この効果も、注入した神経細胞自体の効果なのか、あるいは脳の可塑性を増強する物質の発現が、新しく注入した胎児の神経細胞の影響で活発になったのか、まだ結論は出ていない。
サイト紹介：
http://medt00lz.s59.xrea.com/rhx/node3.html
3 リハビリテーションの新しい試み
3.1 麻痺側のトレーニング
従来のリハビリテーションの主な目標は、健側の手足のトレーニングであった。一方、脳塞初期から麻痺したほうの手足を強制的に用いるようにすると、慢性期の患者の活動範囲が広がるという報告がいくつかある。
これに反対するような動物実験データもある。脳梗塞急性期にトレーニングを行ったり、あるいは多く刺激を与えると、脳梗塞の範囲が拡がるという意見がある。脳梗塞ラットを用いた実験では、脳梗塞発症後早期にトレーニングを開始したラットでは、そうでないラットに比べて脳梗塞になった脳細胞の量は多かった。
しかし、脳梗塞になった神経細胞の量は多かったにもかかわらず、トレーニングを行ったラットのほうが、そうでないラットよりも活動量の改善は大きかったという。
トレーニングを行うことで脳梗塞の範囲が拡がる理由はよく分かっていないが、以下のような説明が試みられている。
脳を活発に用いることで、神経毒性を持つ脳内物質11の量が増える。
トレーニングを行うことで麻痺していた腕の動きを健側の脳細胞や小脳の細胞が分担してしまい、脳梗塞に陥った領域は、もはや必要無くなってしまう。
いずれにしても、脳梗塞急性期の軽いリハビリテーションは特別な害はなく、また臨床上の効果も明らかであるため、合併症を防いで身体のバランスを保つためのリハビリテーションは行うべきであると思う。
2. 健側の使用制限
現在麻痺側の使用を促すための方法として注目されているのが Constraint induced movement therapyである。
この方法は、片麻痺の健側の運動をスリングなどで制限して、患側の運動を誘導しようとする治療法であり、こうすることで体が麻痺側の不使用を学習することを防ぎ、また麻痺側をより活発に使わざるを得ない状況を作る。この方法は、脳梗塞の急性期に用いても、慢性期に用いても従来の脳梗塞リハビリに比べて効果が期待できるという。
具体的には、リハビリ中は、患者はなるべく麻痺側の手足のことを考えるように教育され、リハビリのメニューも麻痺側が中心となる。さらに、リハ室から帰った後も患者の健側にはミトンがつけられ、麻痺側を用いないと細かい動きができない状態に置かれる。
まだ小数の患者のデータしかないが、この方法論は脳梗塞の患者に2週間行うことで、従来よりもリハビリの効果があがったという。
さらに、麻痺側の訓練も単に行っただけでは問題がある。通常、麻痺側であっても肩から肘にかけての中枢側の筋力はある程度残っている人が多いため、リハビリを行っても手先の機能を戻すことは難しい。
この現象に対処するため、リハビリ中に中枢側の筋に局所麻酔をかけ、手先の運動をより強力に促すことで手の動きがよりよく戻ったという報告がある。
3.より目的意識をもったリハビリテーション
従来型のリハビリテーション、特に麻痺側のリハビリテーションは、誰かに動かしてもらうのが常で、完全に受身の運動であった。
こうした従来型のリハビリに対して、何か目的をもった運動に、強制的に麻痺側を用いるようにしたほうが、神経細胞の再配列を促し、リハビリの効果があがるという意見がある。
脳の可塑性を促す方法として紹介されているのが課題志向型アプローチと呼ばれている方法で、これは単なる筋力トレーニングを行わせるだけでなく、患者に多くの課題(標的を指し示す、指のタッピング、消去課題、硬貨を裏返す、迷路、ネジを締める、物体の移動など)を含む積極的な訓練プログラムを行ってもらうものである。
こうした課題は麻痺側にかなりの運動制御を要求するため、大脳皮質の再構成を協力に促すと考えられている。
この考え方に沿ったものとして、顔を洗ったり、あるいは歯を磨いたり、といった動作に積極的に麻痺側を用いるよう患者に促すこと、あるいは病棟の廊下にも平行棒を置き、ベッドサイドトイレではなく、トイレまでは自分の足で歩いてもらうようにすることなどがあり、効果が出ているという。
4. 小脳を鍛える
片麻痺になったピアニストがまた復帰した事例がある。このケースでは、麻痺した方の手は完全麻痺であったらしいが、以前に弾いたことのある曲を弾くときは、その手は脳梗塞発症以前と同じように動き出したという。
新曲を弾くときはやはり麻痺が出たらしいが、ピアノがきっかけになって、また現役に戻ったということである。
このケースなどは(もし本当だとして)、手足の運動を司っているのは、脳細胞の特定の部分である、という従来の考え方を、少し覆す部分があり、面白い。
麻痺から回復した患者さんの脳の働きを検討してみると、反対側の大脳半球以外に小脳の働きが活発になっている。小脳は本来、体のバランス感覚などをつかさどる部分であるが、同時に神経細胞の再配列現象がもっとも初期に見つかった部分でもある。
手足の運動の回復に小脳の働きが関与しているならば、それを積極的に利用することができればリハビリの効果が上がる。
小脳の働きは、早くて正確な動き、たとえば速く走ったり、遠くのものをすばやくキャッチしたりといったときに最大限に発揮される。
前のピアニストの例などは、訓練された指の動きには小脳の働きがかなりの部分関与していたと考えられ、このために脳梗塞のダメージを免れたのかもしれない。
リハビリテーションのスタディでは、歩行訓練の際に従来型のゆっくりした歩行訓練ではなく、トレッドミルなどの機械を用いて歩行速度に重点をおいた訓練13を行うことで、回復がより早まったという報告がある。
速い動きを初期から行ってもらうことは、転倒のリスクがあり困難かもしれないが、最近は歩行訓練用のロボットなどもあり、今後普及14するかもしれない。
5. 鏡を使ったリハビリテーション
手足の切断手術後、動かない幻肢を持つ患者のうちには、垂直に立てた鏡の中で、切断されていないほうの手や腕を動かすのを自ら見るとき、筋肉の運動感覚が喚起される人たちがいる。このことを利用して、脳卒中で片麻痺を生じた人たちに鏡を用いてみた実験がある。
すべての被験者は、CTかMRIによって、発症後少なくとも6ヶ月経ったとされた人たちであった。 15患者たちは、4560cmの鏡面加工したプラスチックを用いた。
6. 鏡を使ったリハビリ
一日15分の療法を二回、一週間六日というペースで、麻痺した手をできる限り自分で動かしながら両手、両腕を対称的にに動かすのだが、その間、鏡に映った健常な手を見つめるようにする。
結局、患者の脳には目を通じて、麻痺した方の自分の手がちゃんと動いているように見えるわけだが、被験者全員が、主観的にはより鏡を好み、またより効果があると感じたという。
一人の患者は、「私がやった他のすべてのセラピーは、私の筋肉を鍛えるものでした。でも、この鏡は唯一、私の脳と神経を訓練するのです」と言った。もう一人の被験者は、使用しているあいだは、本当は動かなくても、「私の麻痺した腕があたかも正常に動いているように見えるから、鏡を使うことが好きだ」と言った。さらに別の被験者は、鏡を使って療法をすることを、「福音的である」とさえ表現した。
実際、この方法は、鏡の代わりに透明なプラスチック板を用いた群と比較して、鏡を使ったほうが改善の度合いがより大きかったという。
鏡の使用は、運動前野領域と視覚による入力のあいだにある緊密な関係を取り戻し、神経学的かつ心理学的レベルの多くの側面において、麻痺した手足の、"学習された無使用" を元に戻すのに役立つ可能性がある。
サイト紹介：
http://medt00lz.s59.xrea.com/rhx/node4.html
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