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tDCSでアルツハイマーの患者の記憶力をあげることができる

今まで何度かこのブログでtDCS(transcranial direct current stimulation)について書いてきた。自分自身でも、ほんとに効果があるのか気になっていくつか実験をしてきたけれど、それなりに実験の種類によっては、本当に脳の機能を一時的にあげることができるということを示すデータがとれている。

ただ、どこをどう電流が流れているかわからないから、具体的にターゲットの部位の機能を調べるための研究手法としては非常に粗いと言わざるをえない。

そのかわり、実際に脳機能障害のある患者の機能をあげるなどの、臨床への応用を目指している研究には驚かされる。割と最近イタリアのグループから、「アルツハイマーの傾向のある患者の記憶力を一時的にあげることができる」という研究論文がでた (リンク)。

1.5mAで15分間、temporoparital areaを両側ともanodeで刺激するというものだったけれど、特に強力な刺激ではないから、今後徐々に安全を確認しつつ刺激時間をのばすことが可能になれば、いつかずっと刺激装置をつけっぱなしで生活するようなことも可能になるだろう。ドイツでは実験的に疼痛の治療に家庭でつかってもらうことも試されている。

なんでそもそもtDCSで脳をdepolarizeすると機能があがったりするのかというのは、本当のところはよくわからない。いま主に考えられているのは、ニューロンの樹上突起がある側と細胞体の間の電位差によって、細胞体側での膜電位が脱分極された状態になり、自発的発火頻度がanodeで刺激すると上がりcathodeで刺激すると下がるというものだ。

いまのところの印象では、tDCSは脳の患者の機能回復に使うのに一番適していそうだ。研究では、TMSで刺激すると感触として痛かったり不快感のある前の方を狙うのには利点がありそうだ。いまDLPFCとかOFCもtDCSで刺激しているが、確かに効果がある。もう一つ、今論文を出そうとしている新しいテクニックもあるが、それは論文がでたら説明したい。

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コメント

はじめまして。

某雑誌にECTに関する論文をsubmissionしているものです。
DCSに興味を持ったんですが、電極配置や電位のかけ方
が今ひとつわかりません。(ちらっとみた論文には三角筋
と頭頂部に電極をおいて定電流を流したみたいなこと書い
てあるんですが、電極の形状もわからないし情報不足
です)
そこらへんのことが書かれてある論文をご存知でしたら
ご教示ください。

投稿: inoma99 | 2008年10月14日 (火) 22時15分

たびたび投稿です。

>なんでそもそもtDCSで脳をdepolarizeすると機能があがったり
>するのかというのは、本当のところはよくわからない。いま主に
>考えられているのは、ニューロンの樹上突起がある側と細胞
>体の間の電位差によって、細胞体側での膜電位が脱分極さ
>れた状態になり、自発的発火頻度がanodeで刺激すると
>上がりcathodeで刺激すると下がるというものだ。

ならば定電圧をかければすむように思うのですが、なぜか
装置が定電流なんですよね。
謎です。

投稿: inoma99 | 2008年10月19日 (日) 22時29分

確かにニューロンに直接影響を与えているのは電圧です。一定電流で刺激するのはなぜか最初僕もよくわかりませんでした。

今では納得のいく答えがあるので、それを説明します。

まずニューロンにかかる電圧というのは、V=IRなので抵抗Rが一定ならば電流が一定の場合そのニューロンに対しては一定の電圧がかかりいます。ただ、刺激装置の側で電圧を一定にしてしまうと、頭皮と電極とのインピーダンスが状況によって一定ではないので、実際にニューロンにかかる電圧が電極でのインピーダンスに依存してしまいます。

単純に電極と頭皮でのインピーダンスR1と抵抗R2をもつニューロン一つの直流回路を考えると、

V(刺激装置の電圧)=R1×I + R2 ×I になります。

R1が可変なのでニューロンにかかる電圧R2×Iを一定にしようとすると、Vを固定する訳にはいきません。むしろR1の状況に応じて電流Iを一定に保つことでR2×Iを一定に保つことができます。実際に実験するときに興味があるのは、このニューロンに対する電位差なので、定電流刺激装置を使うことになっています。

投稿: 金井 | 2008年10月20日 (月) 00時08分

なるほど。
ただ、並列回路になっているとこの考え方は破綻しますが、これは経験的に大丈夫ということなんでしょうね。

投稿: inoma99 | 2008年10月21日 (火) 23時24分

しつこいようですが、投稿。
tDCSのシミュレーションは既になされているようですね。
http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WNP-4N02J55-1&_user=7409251&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_version=1&_urlVersion=0&_userid=7409251&md5=08326fd9defaec57f3f7cc118cb1be0d
いちおう電流分布などは求まっている…。
宣伝させてもらうと私のサブミッションした論文のほうがおそらく精度よいです。

投稿: inoma99 | 2008年10月22日 (水) 23時30分

はじめまして。

アルツハイマーの方の記憶力を人為的に上げることができるという大変興味深い記事をありがとうございます。

脳に関しては興味があるので、これからもちょくちょく拝見させていただきたいと思います(できれば私のような素人にもわかるような記事にしていただけると助かります)。

投稿: aki | 2008年12月20日 (土) 21時14分

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