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脳卒中に対するFESの長期的キャリーオーバーの神経的関連性

脳卒中に対するFESの長期的キャリーオーバーの神経的関連性

Marta Gandolla 、 Nick S Ward 、 Franco Molteni 、 Eleonora Guanziroli 、 Giancarlo Ferrigno 、 Alessandra Pedrocchi。 The Neural Correlates of Long-Term Carryover following Functional Electrical Stimulation for Stroke。 Neural Plast。 2016;2016:4192718。

PMID: 27073701 PMCID: PMC4814690 DOI: 10。1155/2016/4192718


No。2021-10

執筆担当: 和歌山国際厚生学院 福井 直樹

掲載:2021年4月16日


【論文の概要】

機能的電気刺激(FES)は、脳卒中のリハビリテーションで一般的に使用される補助療法であり、主に下垂足に対して使用され、装具なしで自発的に足を背屈させる能力を再学習させる。この現象は「キャリーオーバー効果」と呼ばれ、多くの研究で観察されている。効果のメカニズムは不明であるが、随意努力とFESの電気刺激との相互作用により、中枢神経系に神経可塑性の効果がもたらされるという仮説が立てられている。しかし、神経学的な患者のキャリーオーバーの有無の特徴は明らかにされていない。本研究はFES治療前、運動中、刺激中の脳活動(または相互作用)が、FES治療後の随意的な足関節背屈のキャリーオーバー効果の予測に価値があるか調査した。方法は脳卒中発症6ヶ月以上経過を対象とし、表面電極を腓骨神経に沿って配置したFESを用いて、歩行のスウィングフェーズ中にTAの収縮を誘発した。fMRIデータの分析した結果、患者間において、一次および二次体性感覚皮質、対側中心傍小葉、両側前頭皮質、帯状回、楔前部、および縁上回でタスク関連の活性化を示した。FES後のキャリーオーバーの患者では、対側補助運動野(SMA)は刺激および随意状態でより活発であり、同側M1は随意運動でより活動的であることが明らかとなった。


【解説】

本研究の結果から、キャリーオーバー効果に関与する重要な領域として、補助運動野(SMA)と角回(AG)が示された。SMAは運動の準備と計画に関連しており、慢性脳卒中患者の運動試行中に過剰な活動を報告している(1。今回、SMAは意図が存在する状態で活動を示した。FESキャリーオーバーは、FESと随意運動中にSMA活性化を示すが、AGとFV間の相互作用は示さなかった。キャリーオーバー効果は、動きの予測と身体の所有感によって生じる可能性がある。随意運動による感覚的な結果を予測することは、実際の感覚結果と比較される。随意的意図とFESと同期した運動を実行すると、運動は自己生成されたと認識される。その結果、患者は、長期増強効果を強化する可能性が高い(2。実際、随意的な努力と正常に完了した運動の知覚の組み合わせは、ヘッブの法則のような可塑性を促進する体性感覚フィードバックとなる。


【引用・参考文献】

1) Cramer S. C., Nelles G., Benson R. R., et al. A functional MRI study of subjects recovered from hemiparetic stroke. Stroke. 1997;28(12):2518–2527. doi: 10.1161/01.str.28.12.2518.

2) Wolpert D. M., Flanagan J. R. Motor prediction. Current Biology. 2001;11(18):R729–R732. doi: 10.1016/s0960-9822(01)00432-8.

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