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脳卒中(脳梗塞)後の脳内可塑性:リハビリ論文サマリー vol85

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カテゴリー

脳科学系

 

タイトル

脳卒中後の可塑性

Plasticity during stroke recovery: from synapse to behaviour.👈PubMedへ

Timothy H. Murphy & Dale Corbett Nature Reviews Neuroscience 10, 861-872 (December 2009)

 

内 容

げっ歯類の脳卒中回復に関連する時間経過および事象

 

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•脳卒中回復の初期段階のホメオスタシス(恒常性)機構が回路の構造的および機能的変化の両方を介し、脳卒中に影響を受けた領域の活性化を再確立するモデルを提案する。

 

•脳卒中の有害な影響が感覚信号を脳および運動指令に送るためのいくつかの回路を省いていると仮定すると、Hebb則の様に、活動依存でシナプスベースの学習規則はこれらの回路を強化し、改良することができる。

 

補足:シナプスは情報を伝達するために特化した構造である。記憶・学習の形成過程では、シナプスでの情報の伝わりやすさ(シナプス伝達効率)が変化する。短・中期に持続する記憶・学習はシナプスに存在する分子の機能的な変化によっておきると考えられている。より長期に持続する記憶・学習はシナプスの数や形態が変化する構造的な変化がおきるものとされている。

 

脳卒中後最初の数時間から数日の間に、梗塞のコアの中のニューロンは失われ、この領域の境界付近のものは生存するが樹状突起棘を失う。正常な活動パターンは中断され、生き残ったニューロンの活動は減少する。

 

• 脳卒中後1〜4週間にわたって、成長促進プロセスが高められる。これらは接続性を回復させる恒常性プロセスの一部であり得る。新しい水平軸索投射の形成および梗塞周囲の樹状突起棘の増殖およびシナプス形成が増加する。ニューロンはますます興奮するが、固有の感覚特異性は欠いている。

 

脳卒中後4〜8週間まで、シナプス結合の改善が起こり、感覚反応の特異性が高まる。

 

 

感覚運動機能の回復に関わる脳部位のチェックリスト

 

 

•部分的な機能を有する領域では、元の視床および皮質内の接続のいくつかが依然として存在するので、回路の活性の回復は、補償的な再配線または再マッピングによって、数日から数週間にわたって容易になる可能性がある。これらは可塑性によって強化された弱い感覚信号または運動信号を提供する。

 

ここでは、脳卒中後の感覚運動機能の回復のためのチェックリストを提供します。

 

•げっ歯類の前肢感覚皮質に影響を及ぼす脳卒中を例に使用しています。このチェックリストは、同様の感覚運動機能を有する近傍の組織が、拡散されるシナプスの結合の強化またはシナプス学習規則の下での新しい構造的結合の形成を通じて回復プロセスに寄与するという概念に基づいています。これらのステップに従う神経機構は不明である。しかし、それらはおそらく接続の経済性をもたらし、著者が記述する学習規則と一致する確立された配線原理によって導かれると推察される。

 

 

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•健常者とSmall、MediumおよびLargeの脳卒中のケースが図に示されている。一次運動野(M1)および後肢(sHL)、前肢(sFL)および二次体性感覚野(S2)が示される。

 

ステップ1)

罹患した半球の一次S1または二次体性感覚野S2への視床接続が残存していますか?

(図に示すsmall、mediumの脳卒中症例のケースと同様に)

もし、そうでない場合は、ステップ2に進みます。

large stroke後に観察されるように、交差していない同側の感覚経路(例えば、ステップ5参照)を介して、反対側感覚野への経路を見出すことが必要な場合がある。

ステップ2)

損傷部位と同側の皮質から運動信号を送る方法はありますか?

具体的には、運動野および皮質の遠心性線維は損なわれていませんか?

これらの領域の生存は、継続的な回復を予測する。

これらの繊維が無傷のままであれば、ステップ3に進みます。

そうでなければ、large strokeで見られるように、同側(または反対側)運動経路を使用する必要が生じる。

ステップ3)

一次感覚野の領域は損傷から免れられていますか?

small strokeが前肢の感覚野に影響を及ぼした場合に、後肢感覚野がほとんど完全なまま残ったら?そうした場合、これらの領域は再マッピングされ、損傷領域の機能を引き継ぐべきである。

そうでない場合は、ステップ4に進みます。

ステップ4)

再マッピングは、S2のような同じ半球の関連した非主感覚の領域で行うことができるか?(medium strokeの例のように)

そうでない場合は、ステップ5に進みます。運動野または運動前野が再マッピングの場所である可能性もあります。

ステップ5)

large stroke等では、存在する同側の感覚回路または運動回路の相対的な寄与を高める。

 

 

私見・明日への臨床アイデア

•発症後初期が大事であることが分かる内容で、不活性はHebb則の面からも避けなければならない。

•机上では、このように回復していきますと理解できても、代行作用は簡単に起こるものではない。簡単な意味のない反復運動を行っても脳のマッピングの変化が起こるとは思えない。課題指向型やCI療法はじめ様々な手法が知られているが、脳のことをより知っていき、いかに発火・加重させ根気強くシナプス・回路を増殖・強化・改善させていくか考えリハビリテーションを提供する必要がある。

•脳画像や医師からの情報収集や患者の反応を診たりしながら、ステップにあるようにどのように機能回復させていくか考え、リハビリテーションに生かしていく必要があると思いました。

 

 

氏名 Syuichi Kakusyo

所属 訪問リハビリ

職種 理学療法士

経験年数 8年目

 

 

 

病院内 スタッフ育成サポート

 

 

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