福島県立医科大学 研究成果情報

単相性4連発磁気刺激法(QPS)による刺激運動皮質内の脳内ヘモグロビン濃度変化(2012-03-31)

論文題名 Quadri‐pulse stimulation induces stimulation frequency dependent cortical hemoglobin concentration changes within the ipsilateral motor cortical network
単相性4連発磁気刺激法(QPS)による刺激運動皮質内の脳内ヘモグロビン濃度変化
著  者 グロイス純、望月仁志、古林俊晃、小林俊輔、榎本雪、中村耕一郎、宇川義一
雑誌名 Brain Stimulation
発行日 2012年3月
巻(号)、ページ 6(1)40‐48
要   旨
単相性4連発磁気刺激法(QPS)は、大脳皮質に対して、刺激周波数依存性に興奮性/抑圧性の双方向性の長期可塑性(long term potentiation, LTP/long term depression,LTD)を誘導する。特に、4つの単相性刺激の刺激間隔(inter‐pulse interval,IPI)を5mm/50mmとした際のLTP/LTD効果が最も大きい。本研究では、近赤外線分光法(ºnear‐infrared spectroscopy,NIRS)を用いて、ヒトの1次運動野(M1)をQPSで刺激した際に、刺激直下の脳血流に与える効果を検討した。その結果、刺激周波数依存性に誘導される双方向性の長期可塑性とは異なり、M1内の酸素化ヘモグロビン(oxy‐Hb)は低下したのみであり(単方向性変化)、高周波数刺激において有意に低下していた。また、高頻度QPSによるM1刺激はM1のみならず前運動野のoxy‐Hbも低下させたことから、QPSによるM1刺激は大脳皮質ネットワ‐クを介して広範に作用すると考えられた。

脱酸素化ヘモグロビン(deoxy‐Hb)の変化を伴わないoxy‐Hbの減少は、皮質の活動性低下を示唆している。高頻度QPSでoxy‐Hbが減少したという研究結果は、QPSにより生じる大脳皮質の長期可塑性変化と脳血流変化とで、両者の発生機序が異なることを示唆する。錐体路ニュ‐ロンの抑制性シナプス後電位(inhibitory postsynaptic potentials,IPSPs)の回復は、興奮性シナプス後電位(excitatory postsynaptic potential,EPSPs)に比して遅いことから、高頻度QPSでIPSPsの重合による抑圧効果が累積するために、低頻度QPSに比して脳血流低下が生じたのではないかと推察される。