미주 신경 자극으로 뇌의 가소성이 향상됩니다.
새로운 치료법은 뇌졸중 환자의 기능 회복에 도움이 될 수 있습니다.
노란색으로 일러스트하는 미주 신경.
출처 : Sebastian Kaulitzki / Shutterstock
Vagus 신경 자극 (VNS)은 달라스에서 텍사스 대학 (Texas)의 선구적인 연구에 따르면, 뇌가 뇌의 신경 연결을 강화하는 데 도움이되는 표적 신경 재생성을 향상시킵니다. 연구진은 동물 모델을 사용하여 VNS와 물리 치료 작업을 병행하는 것이 운동 능력 회복을 가속화한다는 것을 처음으로 시연했다.
스트로크 저널 ( Stroke)의 “미주 신경 자극 (Vagus Nerve Stimulation)은 안정된 가소성과 뇌졸중 회복의 일반화를 향상시킨다”는 연구 결과를 발표했다. 동일한 치료법 인 “뇌졸중 후 재활 중 VNS의 중추 연구 (VNS-REHAB)”에 대한 인간 임상 시험은 현재 미국과 영국 전역의 18 개 연구 사이트에서 진행 중이다. 이 연구의 목표는 뇌졸중 환자가 운동 능력을 더 빨리 회복 할 수 있도록 도와주는 쌍꺼풀 신경 자극의 효능을 측정하는 것입니다.
미주 신경 자극이란 무엇입니까?
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미주 신경 자극은 미주 신경을 활성화하기 위해 다양한 세기와 맥박 폭의 전기 충격을 사용하는 작고 외과 적으로 이식 된 장치를 통해 전달됩니다. VNS를 이용한 미주 신경의 전기 자극은 약물 내성 간질 및 치료 저항성 우울증에 대한 FDA 승인 치료제입니다. 최근의 개념 입증 연구에 따르면 VNS는 류마티스 성 관절염과 같은 염증성 관절 질환에 유효한 치료제입니다.
뇌졸중 후 갑자기 혈류가 소실되면 뇌졸중으로 영향을받는 뇌 영역의 뉴런이 죽어 다른 신경 세포와의 연결이 차단됩니다. 뇌졸중 후 팔이나 다리에서의 운동 능력의 상실은 사지의 신경 세포와 뇌의 해당 운동 영역 사이의 연결성 상실로 인한 것입니다.
동물 모델을 사용하여 UT 달라스 연구원은 뇌졸중 후 뇌에서 더 강한 세포 연결을 구축함으로써 VNS의 짧은 파열이 통신 경로를 강화한다는 것을 발견했습니다. 실제로 VNS와 목표 운동 요법을 결합하면 뇌졸중 후 재활 훈련의 효과가 크게 향상된다는 결과가 나왔습니다. 그리고 동물 연구에서 이러한 개선은 VNS 표적 치료 완료 후 몇 달 동안 지속되었습니다.
Eric C. Meyers가이 연구의 저자로서 다음과 같이 설명했다. “이 연구는 뇌졸중 후 재활 훈련과 짝을 이룬 VNS가 forelimb 외전을 포함한 복잡한 작업에서 오래 지속되는 회복을 두 배로한다는 최초의 증거를 제공한다. VNS와 짝을 이루지 못했던 단순한 모터 작업으로 회복을 두 배로하고, (3) 모터 네트워크의 구조적 소성을 향상시킵니다. ”
텍사스 바이오 메디컬 디바이스 센터 (Texas Biomedical Device Center)의 부국장이자 유타 달라스 (UT Dallas)의 행동 및 두뇌 과학 학교의 신경 과학 교수 인 마이클 킬 가드 (Michael Kilgard)는이 연구의 선임 공동 저자였습니다. Kilgard는 UTD 피질 가소성 연구소 (UTD Cortical Plasticity Laboratory)의 수석 조사관입니다. 그의 연구팀은 또한 UT 달라스의 행동 및 뇌 과학 학교의 박사후 연구원 인 Seth Hays를 포함하고 있는데, 그는 운동 장애를 완화시키기위한 목표 소성 요법을 전문으로하고 있습니다.
“우리의 실험은이 새로운 질문을하기 위해 고안된 것입니다. 뇌졸중 후 모든 단일 행동을 재활해야합니까?”라고 Kilgard는 성명서에서 말했습니다. “VNS가 도움이된다면, 자극과 결합한 정확한 동작이나 기능만을 돕는 것입니까? 우리가 발견 한 것은 비슷한 운동 능력을 향상 시켰으며, 그 결과는 VNS 쌍 치료의 완성을 넘어서도 수개월 지속되었다는 것입니다. ”
UT 달라스 연구진은 뇌 신경 자극에 대한 최신 연구가 뇌졸중 후 뇌졸중 치료에 VNS 표준화 지침을 만드는 데 중추적 인 역할을한다고 낙관하고 있습니다. 헤이즈는 성명서에서 “우리는 VNS가 뇌에서 새로운 연결 고리를 형성하고 있다는 가설을 세웠지 만 그 어떤 것도 확실히 알려지지 않았다”고 밝혔다. “이것은 우리가 뇌 손상 후 동물의 두뇌 변화를 주도한다는 첫 번째 증거입니다. 치료가 어떻게 작동하는지 이해하는 것은 큰 진전입니다. 우리가 예측 한이 재구성은 VNS의 혜택을 누릴 것입니다. ”
UT Dallas의 또 다른 최근 연구에 따르면, 중등도의 미주 신경 자극은 저 또는 고강도 자극보다 VNS의 신경 증식 및 기억 증강 효과를보다 효과적으로 최적화했습니다. 특히, 최적의 펄스 폭과 전류 강도는 “역 U”패턴으로 표시되어 VNS가 너무 적거나 적당하지 않은 “Goldilocks”스위트 스팟보다 덜 효과적이라는 점을 지적했다. 이 2017 연구 결과는 Brain Stimulation 저널에 발표되었습니다.
쌍각 외전 신경 자극은 뇌졸중 재활을위한 새로운 희망을 제시합니다
2017 년에, 미주 신경 자극 장치 제조업체는 뇌 혈관 뇌졸중 후 환자를위한 VNS 재활의 무작위 이중 맹검 임상 시험을 시작했습니다. 현재 진행중인이 연구는 미국과 영국 전역의 18 개 임상 지역에 최대 120 명의 피험자를 포함 할 것입니다. 이 임상 시험을위한 예비 연구의 예상 결론 날짜는 2019 년 6 월 30 일입니다.
오하이오 주립 대학은 한 쌍의 VNS 임상 시험에 참여하는 기관 중 하나입니다. OSU의 Wexner Medical Center의 Marcie Bockbrader는 재판에 대한 수석 조사관입니다.
최근 보도 자료에서 Bockbrader는 다음과 같이 말했습니다. “이 신경 자극은 스위치를 켜는 것과 같아서 환자의 뇌를 치료에보다 수용력있게 만듭니다. 목표는 실제로 우리 몸에 이식 된 뇌 심박동기가있는 사람들의 운동 회복을 개선 할 수 있는지 확인하는 것입니다. 이 뇌진탕과 정상적인 재활 치료를 병행하여 뇌졸중 후 다른 평상시의 치료법을 모두 경험 한 환자가 더 나아질 수 있는지 알아 보는 것이 아이디어입니다. ”
아래는 Marcie Bockbrader와 그의 동료 인 VNS 치료 연구소의 YouTube 비디오이며 환자는 뇌졸중 재활 과정을 설명합니다.
이 임상 시험에서 각 연구 참여자는 일주일에 3 시간의 집중적 인 물리 요법 세션을 총 6 주간받습니다. 목표는 작업 별 모터 암 기능을 향상시키는 것입니다. 이 임상 시험에 참여한 그룹의 절반은 외과 적으로 이식 된 미주 신경 자극 장치를 사용했습니다. 다른 절반은 통제 그룹의 역할을 할 것입니다.
각 재활 요법 세션에서 환자가 특정 운동 능력을 올바르게 수행 할 때마다 치료사는 미주 신경 자극의 최적 펄스 폭과 현재 강도를 트리거하는 버튼을 누릅니다. 가설은 시행 착오 학습 과정에서 VNS의 짧은 파열로 인해 정확하고 정확한 움직임이 긍정적으로 강화되면 이러한 행동이 뇌에 더 빨리 전달되도록한다는 것입니다.
“우리는이 신경 자극기가 일종의 ‘과급 요법’을 만드는 효과적인 치료법을 향상시키는 데 사용될 수 있는지 알아보기 위해 노력하고 있습니다. 우리는이 자극의 사용을 통해 환자가 더 빨리 회복 할 수 있는지를 결정하고자합니다 “라고 Bockbrader는 결론지었습니다.
참고 문헌
Eric C. Meyers, Bleyda R. Solorzano, Justin James, Patrick D. Ganzer, Elaine S. Lai, Robert L. Rennaker, Michael P. Kilgard, Seth A. Hays. “미주 신경 자극은 뇌졸중 회복의 안정된 소성과 일반화를 향상시킵니다.” 뇌졸중 (처음 온라인으로 게재 : 2018 년 1 월 25 일) DOI : 10.1161 / STROKEAHA.117.019202
Kristofer W. Loerwald, Michael S. Borland, Robert L. Rennaker II, Seth A. Hays, Michael P. Kilgard. “미주 신경 자극에 의해 유발 된 피질 소성의 범위에 대한 펄스 폭과 전류 강도의 상호 작용” 뇌 자극 (2017 년 11 월 15 일 온라인으로 처음 출판 되었음) DOI : 10.1016 / j.brs.2017.11.007