Research press release

神経科学:脊髄の個別化治療によって完全麻痺後の運動機能が急速に回復

Nature Medicine

Neuroscience: Personalized spinal cord treatment rapidly restores motor function after complete paralysis

感覚運動が完全に麻痺した場合に、個別に調節した脊髄電気刺激(脊髄損傷に合わせて特別に設計したへら状の電極を使う)を行うと、治療開始後数時間以内に自力での移動運動が再びできるようになることが、3人の患者で明らかになった。この報告によって、用途に特化した刺激療法は、最も重度の脊髄損傷を受けた後であっても優れた有効性を発揮し、多様な運動機能が回復することが明確に示された。

脊髄の電気刺激は、脊髄損傷患者で運動機能を回復させるための有望な選択肢の1つである。これまで行われてきた刺激法は、本来は疼痛治療用に設計されたニューロ技術を転用して患者の脊髄に継続的な電気刺激を加えていた。しかし、このような電気刺激装置の転用では、脚や体幹の動きに関わる脊髄の神経全てを刺激することができないため、これが全ての運動機能の回復を制限していた可能性がある。

G Courtine、J Blochたちは、脊髄中にあって脚と体幹の動きに関係する神経全てを標的にできる新しいへら状の電極を設計した。この技術をコンピューターによる個別化治療の枠組みと組み合わせることで、このへら型電極の位置を患者ごとに正確に配置し、活動に応じた刺激プログラムを個別化することが可能になった。完全な感覚運動麻痺の患者3人(全員男性、年齢は29~41歳)で最適化されたこの脊髄刺激法を使うと、自力歩行や自転車走行、水泳などの運動活動性がわずか1日の間に急速に回復した。神経リハビリテーションはさらに回復を助け、患者たちはこれらの活動を実生活の中で行えるようになった。

これらの知見は、現在進行中の臨床試験の一部だが、目的に合わせた特別の装置を使う個別化脊髄刺激治療の優れた効果を明確に示している。これは、重症度がさまざまな脊髄損傷患者に臨床的に意味のある機能改善をもたらすことができる治療法といえるだろう。

Personalized spinal cord electrical stimulation — using electrode paddles designed specifically for spinal cord injuries — has been shown to restore independent motor movements within a few hours of the onset of therapy in three patients with complete sensorimotor paralysis. These findings — presented in Nature Medicine — demonstrate that purpose-built stimulation approaches result in superior efficacy and more-diverse motor activities after the most severe spinal cord injury.

Electrical stimulation of the spinal cord is a promising therapeutic option for restoring motor function in people with spinal cord injury. Stimulation approaches so far have provided continuous electrical stimulation of the spinal cord in patients through the use of re-purposed neurotechnologies that were originally designed to treat pain. However, these re-purposed electrical stimulation devices fail to stimulate all the nerves in the spinal cord associated with leg and trunk movements, which may limit the recovery of all motor functions.

Grégoire Courtine, Jocelyne Bloch and colleagues designed a new electrode paddle that targets all nerves associated with leg and trunk movements in the spinal cord. The team combined this technology with a personalized computational framework which allowed for the precise positioning of the electrode paddle for each patient and the personalization of activity-dependent stimulation programs. This optimized spinal cord–stimulation approach was then shown to rapidly restore independent walking and other motor activities, such as cycling and swimming, in three patients (all men, between 29 and 41 years of age) with complete sensorimotor paralysis, within a single day. Neurorehabilitation further helped the patients to be able to conduct these activities within their communities.

These findings — which form part of an ongoing trial — highlight the superior efficacy of purpose-built, personalized spinal cord–stimulation approaches, presenting a therapy that could mediate clinically meaningful improvements in people with a broad range of spinal cord injury severities.

doi: 10.1038/s41591-021-01663-5

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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