解決されたローラン癲癇における視床皮質接続の減少

2024-06-17 Mon
ローランドてんかんの視床皮質神経連絡の減少ローランドてんかん（Rolandic Epilepsy, RE）、すなわち中側頭棘波を伴う自限性てんかん（self-limited epilepsy with centrotemporal spikes, SELECTS）は、最も一般的な局所発育性てんかん脳症です。このてんかんは通常、感覚運動皮質に起因する睡眠スパイク波およびてんかん発作とともに、軽度から重度の認知症状を伴います。REを患う大多数の子供は、活動期に正式なテストを通じて認知欠陥が検出されるが、これらの発作および認知問題は最終的に自限し消失します。しかし、具体的な神経メカニズムや症状の消失を決定する要因、このてんかんの長期的な影響など、未解決の問題が多く残っています。本研究は、このような背景の中で、ローランドてんかんの症状解決における神経接続の変化をより深く探求することを目的としています。
研究の出所本研究はボストンに位置する複数の機関によって共同で行われました。参加機関には、マサチューセッツ総合病院神経科、ボストン大学神経科学研究生プログラム、ボストン大学数学・統計学部およびシステム神経科学センター、ハーバード医科大学が含まれます。本研究論文は2023年5月の『Clinical Neurophysiology』誌に掲載されました。
研究の流れ実験設計と手順本研究は以下の主要な実験ステップを含みます：
1. 被験者選択： 本研究には、国際てんかん分類連盟（1989年版）診断基準を満たすREの子供22名（活動期10名、症状解決済み12名）および年齢を一致させた健康な対照児童13名が参加しました。すべての参加者の年齢は4歳から15歳の範囲です。
2. データ収集： MEG（脳磁図）記録を実施し、左側および右側正中神経刺激誘発場測定、構造的および拡散MRI（磁気共鳴画像法）記録を行いました。MEGデータは306センサーシステムを使用し、サンプリングレートは2035 Hzです。
3. データ処理と分析： MEGデータは最小ノルム推定法（MNE）を用いて分析し、皮質電流分布を評価しました。N20誘発反応は対側体性感覚皮質で認識され、伝導時間が記録されました。
4. 後続分析： 自由ソフトウェア（FreeSurfer）を使用し、T1-MPRAGEおよびT2-FLAIR MRIデータの視床体積を見積もりました。また、確率的トラクトグラフィー（Probabilistic Tractography）を適用して視床皮質の構造的接続を評価しました。
実験手順の詳細MEG記録と処理：
被験者のMEG実験において、正中神経および視覚刺激による誘発場データが収集されました。各記録セッションで、頭部位置はおおよそ4分ごとに記録され、適切な頭部とヘルメットの距離値によって適格性が判断されました。データ収集中、被験者は覚醒を保ち、ビデオモニタリングが行われました。
MRI記録：
すべての参加者は構造および拡散MRIの記録を行い、可能な限りMEG記録に近い日に実施されました（中央値0.0日）。すべてのイメージング結果は神経放射線科医による視覚検査を受け、顕著な構造異常がないことを確認されました。
データ分析：
まず、MEGおよびMRIデータの抽出と処理を行い、皮質源空間で誘発場の平均を測定しました。次に、視床体積と腹側視床領域との伝導時間の関係を評価しました。最後に、確率的トラクトグラフィーを使用して視床皮質の構造的接続を評価しました。
主要な研究結果伝導時間の変化体性感覚誘発場（SEF）の伝導時間の差異： 対照群と比較して、特に症状が解決しているREの子供たちでは、正中神経体性感覚誘発場N20の伝導時間が顕著に延長されていました（P=0.042、効果サイズ0.6 ms）。
視覚誘発場（VEF）の差異なし： REの子供たちと対照群の間では、視覚誘発場（P100伝導時間）に顕著な差異はありませんでした（P=0.83）。これは伝導遅延がローランド皮質の感覚面に主に集中していることを示唆しています。
視床体積と伝導時間の関係視床体積の予測： 一般的な視床体積とSEF伝導時間には顕著な予測関係はありませんでした（P=0.11）。しかし、腹側視床領域はREの子供たちで顕著に拡大されており（P=0.037）、伝導時間と正の相関が見られました（P=0.023）。
白質構造的接続と伝導時間： 白質構造的接続とSEF伝導時間には顕著な関係はありませんでした（P>0.3）。
研究の結論と意味本研究はREの子供たちにおいて、正中神経SEF伝導時間の延長がローランド視床皮質回路の局所的な接続異常を反映していることを示しています。そして、この異常は症状が解決した後も存在し続けます。この発見は、視床皮質回路がREの症状の表現と解決において重要な役割を果たしていることをさらに支持し、この回路の持続的な構造および機能異常が症状解決の補償メカニズムを提供している可能性を示唆しています。
研究のポインと意義新しいバイオマーカー： 正中神経SEF伝導時間を測定することで、研究チームはREの新しいバイオマーカーを提供し、解剖学的な破壊点を特定するのに役立ちます。
さらなる病態生理学的理解： 研究結果は、この一般的な小児てんかんの症状解決の病態生理学的メカニズムを理解するための新しい手がかりを提供します。さらに、研究で明らかになった視床体積と伝導時間の関係は、視床レベルでの抑制的処理戦略の増加を反映している可能性があり、将来のメカニズム研究に方向性を提供します。
本研究の発見は、REへの新しい診断ツールを提供するだけでなく、神経生理学分野における病気のメカニズムとその解決戦略の探求においても重要な参考資料となるでしょう。