100万人のアメリカ人が、パーキンソン病の震え、硬直、不明瞭な発言に苦しんでいます。 大うつ病は年間約1600万人の米国成人に影響を及ぼし、約3000万人のアメリカ人が片頭痛の痛みに対処し、1, 000人に約1人がさらに痛みを伴う群発性頭痛の苦痛に耐えています。 薬物療法は通常、これらおよびその他の神経学的状態に対する第一選択治療であり、外科医が患者の頭蓋骨を割って「脳ペースメーカー」のようなものとして脳組織に小さな電極を配置する深部脳刺激手術を行う場合があります。リゾート。
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副作用のある薬物療法や侵襲的な手術の代わりに、頭蓋骨の外側から脳を痛みを伴わずに刺激することでこれらの状態を治療できたらどうでしょうか？
「これを非侵襲的に行う方法があるとしたら？」ジョンズ・ホプキンス大学の生物医学工学の大学院生であるイアン・グラハムは、うつ病に対する数時間の深部脳刺激手術を目の当たりにした後、疑問に思いました。
経頭蓋刺激、または頭蓋骨の外側から脳を刺激することは、生物医学工学の最もホットな分野の1つになりました。 この方法は通常、2つの方法のいずれかで行われます。 経頭蓋直流刺激と呼ばれる1つの手法では、頭皮に配置された電極を使用して脳に電気信号を送信します。 もう1つは、経頭蓋磁気刺激と呼ばれ、頭皮の磁気コイルを使用して、脳に電気的活動を生じさせます。 脳のさまざまな場所が、治療されている状態に基づいて、さまざまな強度と頻度で刺激されます。 脳の刺激がパーキンソン病やその他の状態をどのように改善するのか正確には誰にもわかりませんが、刺激はニューロンの発火に影響を与え、セロトニンやドーパミンなどの神経伝達物質を調節できることが理解されています。
ジョンズ・ホプキンスのグラハムと他の生物医学エンジニアは、電極を使用してパーキンソン病患者の脳を刺激するヘッドピースを発明しました。 今年後半または来年初めに臨床試験を開始するSTIMbandデバイスは、自宅で使用することを意図しており、他の経頭蓋刺激デバイスとは一線を画しています。 学生は、それが振戦やバランスの問題など、パーキンソン病のより衰弱させる症状のいくつかに対処するのに役立つことを願っています。 今月初め、STIMbandは、生物医学および生物工学の学生を対象としたVentureWellのBMEidea全国デザインコンテストで2位の賞金5, 000ドルを獲得しました。
STIMbandを作成した学生：Ian Graham、Melody Tan、Erin Reisfeld、Shruthi Rajan、David Blumenstyk。 （ジョンズホプキンス大学）。 STIMbandを使用すると、学生はコンピューターモデリングから既知の場所に電極を配置して、パーキンソン病の影響を受ける脳の部分を刺激します。 彼らは、経頭蓋直流刺激に関するジョンズ・ホプキンス研究に参加している患者を観察し、その結果に感銘を受けました。
「患者が入ってくるのを見て、治療後に彼は名前に署名しなければなりませんでした」とグラハムは言います。 「彼は何年もそのように書くことができなかったと言った。」
学生は、何ヶ月もかけて病院のパーキンソン病院で患者と会い、在宅デバイスで本当に必要なものに関するデータを収集しました。 最終的に、彼らは大まかに野球帽をベースにしたバッテリー駆動のデザインを思い付きました。これは簡単に装着でき、大きなボタンで制御できます。
STIMband治療は、神経科医のオフィスで開始され、そこで患者にデバイスが取り付けられます。 その後、患者はSTIMbandを家に持ち帰り、毎日20分間使用します。 治療は最終的に個々の結果に基づいて修正される可能性がありますが、Grahamは、肯定的な結果が得られている限り、患者はSTIMbandを無期限に使用する可能性が高いと述べています。
「PD [パーキンソン病]は変性性であり、STIMbandの作用は薬とは異なるため、長期間にわたって有益であることが証明されるはずです」とGraham氏は言います。 「残念ながら、その期間はまだ不明です。」
STIMbandの試験が成功した場合、グループはFDAの承認を得ることを望んでいます。 材料の選択にもよりますが、デバイスのコストはおそらく600ドルから1, 000ドルの間です。
経頭蓋刺激は、現在、てんかん、脳卒中、トゥレット症候群、うつ病および病、片頭痛、統合失調症、摂食障害、ジストニア（痛みを伴う不随意筋収縮）および慢性疼痛を含む神経および神経精神疾患の治療薬として研究者によって研究されています。 しかし、FDAは薬物耐性うつ病の経頭蓋磁気刺激のみを承認しています。
「これは冷蔵庫の磁石を人の頭に置くようなものではありません」と、うつ病の経頭蓋磁気刺激装置であるNeuroStarを製造しているNeuroneticsの医療ディレクターである神経学者David Brock氏は言います。 NeuroStar治療は医師のオフィスで行われます。 4〜6週間の期間、患者は45分間のセッションのために週5日来ます。 椅子に座って読書をしたり、音楽を聴いたりしながら、額の左側に置かれたデバイスが左前頭前野を刺激します。
人々はしばしば、経頭蓋刺激が代替治療であると誤って考えるとブロックは言いますが、実際には臨床データによって裏付けられています。 研究では、治療抵抗性のうつ病患者の約30〜40％がNeuroStarの使用後に寛解に達する一方、より多くの症状が改善されることが示されています。
NeuroStarデバイス（Neuronetics）を使用した患者のレンダリング また、電気けいれん療法（ECT）や「ショック治療」のような経頭蓋刺激は、電気を使って発作を誘発する、非難されるがしばしば非常に効果的なうつ病治療です。 ECTとは異なり、経頭蓋刺激は発作を誘発せず、全身麻酔や入院を必要としません。 また、メモリ損失や混乱など、ECTの悪名高い副作用もありません。
ブロック氏によると、研究者が問題を適切に治療するために適切な場所と強度を突き止めれば、経頭蓋刺激は今後数年間でほぼ確実に他の状態の承認された治療法になるだろうという。 「（経頭蓋刺激）はスイスアーミーナイフによく似ています」と彼は言います。 「ブレードの使用方法はわかっていますが、他のすべてのツールの使用方法はまだわかりません。」
