Frontiers for Young Minds

Abstract

私たちの脳は驚くべきものです。 そのおかげで、私たちは話したり、考えたり、動いたり、その他いろいろなことができるのです。 私たちの脳のつながりは、複雑なネットワークとして機能し、これまでに作られた最高のコンピュータよりも強力です。 しかし、そのネットワークの一部が損傷するとどうなるのでしょうか。 どのような影響があるのでしょうか。また、脳はどのように修復・回復するのでしょうか。 この記事では、一般的な脳の損傷である脳卒中について説明します。 脳卒中はどのようにして起こるのか、脳卒中によってどのような障害が引き起こされるのか、そして脳はどのようにして可能な限り修復・回復を始めるのかについて説明します。

脳卒中とは

脳卒中は、脳のある部分が酸素不足になり、その部分の脳細胞が死滅し始めることです。 これが起こるには2つの方法があります。 最も一般的なのは、閉塞または血栓によるものです。 このタイプの脳卒中は、「虚血性脳卒中」と呼ばれます(「イス・スキー・ミック」と発音します)。 虚血性脳卒中を理解するために、あなたの脳の血管を、村や町に食料を供給して人々の生活を支えている鉄道に例えてみましょう(図1-左参照)。 鉄道を走る列車は、村に届けるための食料の荷物を運んでいますが、ちょうど体内の血管が、脳細胞に届けるための酸素を運んでいるのと同じです。 虚血性脳卒中は、酸素を含んだ血液(食べ物)を運ぶ血管(または鉄道)が血栓(玉石)で塞がれ、その血管からの酸素に頼っている脳細胞(または村)が徐々に飢餓状態に陥り死んでしまうことで起こります。

Figure 1 - 脳卒中には2つの症状がある
  • Figure 1 – 脳卒中には2つの症状がある
  • 左の画像は、虚血性脳卒中を示しています。 右は出血性脳梗塞です。 脳卒中がどのように起こるかを理解するために、上の画像では、村に食料を供給する鉄道を、脳の血管が脳細胞に酸素を供給する方法になぞらえています。

「出血性」脳卒中は、脳卒中のもう一つのタイプで、最も生命を脅かすものです(図 1-右を参照)。 出血性脳卒中は、血管の弱い部分が破れ、血液が脳内に漏れ出すことで起こります(不良電車の線路が脱線して事故が起こるようなもの)。 その結果、漏れた血液が脳の他の部位に流出し、脳の部位は酸素不足に陥ります。

脳卒中の影響とは

脳卒中の症状はさまざまで、脳のどの部分が影響を受けたかによって異なります。 図2に示すように、脳は特定の機能を制御する明確な領域に編成されています。 そのため、脳卒中が脳のある領域を損傷すると、患者の症状は、脳のその領域によって制御されていた機能に関連します。 例えば、腕の動きを制御している脳の領域(運動皮質)が脳卒中によって酸素不足に陥った場合、腕に力が入らない、あるいは完全に麻痺してしまうといった問題が生じることが予想されます。

 図2 - (A) 脳を正面から見た図
  • Figure 2 – (A) 脳を正面から見た図
  • ここで、脳の2面(または半球)を見ることができます。 (B)脳は、特定の機能を制御したり支援したりする領域に編成されています。 この画像で、運動野を見つけることができますか? 運動皮質は、運動を制御し、運動計画を支援する「運動連合野」の隣に位置しています。 視覚野を見つけることができますか? 視覚野は、視覚をコントロールし、目で見たものを解釈することができます。 聴覚野は、私たちが聞くものをコントロールするもので、話し方をコントロールする領域の隣にあります。 また、脳の前面には前頭皮質があり、行動や思考、意思決定の方法を制御しています。 私たちが感じたり触れたりしたものを解釈する領域はどこでしょうか? この領域は、感覚皮質と呼ばれています。 画像は Blausen.com .

あなたの脳には左右があり(左半球と呼ばれ、図2A参照)、脳の各側が体の反対側をコントロールしていることをご存知ですか? ですから、もし左脳の運動野に障害があれば、右半身の運動が障害されることになります(図3A参照)。 あるいは、脳卒中で右の視覚野が損傷した場合、その人の左を見る能力は損なわれるでしょう(図 3B 参照)。

 図 3 - 脳卒中後によく見られる 2 つの障害を示しています。
  • 図3 – 脳卒中後のよくある2つの障害を示します。
  • (A)において、片麻痺(半分麻痺)の人は右腕、右足、右側の口に問題があります。 左脳が右半身を制御していることから、脳卒中は脳のどちら側で起きたかわかりますか? (B)は半盲の人の視界です。 この方は、右半分の視力が失われています。 脳梗塞は脳のどちら側で起こったかわかりますか? どちらの場合も、脳卒中は左脳で起こり、体の右側に障害を引き起こしたのです。

脳卒中後の治療法は? これは、脳卒中の種類によって異なる治療を必要とするため、重要なことです。 脳スキャン装置を使って、出血か閉塞が患者の症状を引き起こしているのかを判断する必要があります。 (そのため、これらの治療法は血栓溶解剤と呼ばれています!)血栓溶解剤は、閉塞を引き起こしている血栓を破壊し、溶解するために患者に投与されます。

出血(出血性脳卒中)が確認された場合、治療の目標は出血を止め、頭蓋骨内の圧力上昇を抑えることです。 出血は、血圧と脳内出血を抑える薬を用いて治療するのが最も一般的です。 場合によっては、頭蓋骨に穴を開け、脳にかかる圧力を解放する手術が必要になることもあります。

重要なことは、脳卒中が疑われる場合、医師は血流と脳圧を正常に戻すために迅速に行動しなければならないことです。 脳卒中後の回復

脳卒中後の数日から数週間は、脳内の多くの生物学的プロセスが自然または「自発的」に起こりはじめます。 これらのプロセスは、(1)傷ついたが死ななかった神経細胞やその他の脳細胞を修復し、(2)死んでいる脳細胞を掃除して除去します。 この重要なプロセスは、神経可塑性と呼ばれています。 神経可塑性とは、脳が変化し、学習し、再学習する能力のことです。 興味深いことに、かつて科学者たちは、神経可塑性は幼少期を通じて脳が発達する赤ちゃんにのみ生じると考えていました。 しかし現在では、脳は一生を通じて変化し続けていることがわかっています。 神経可塑性は、脳内の脳細胞間の接続を変化させることで起こります。例えば、接続の強さを改善したり、接続の数を増やしたり減らしたり、接続の機能を変化させたりすることができます。 場合によっては、神経可塑性は新しいニューロンの生成(神経新生として知られるプロセス)にも関与することがあります。 しかし、神経新生が脳卒中の回復にどれだけ寄与しているかについては、さらなる研究が必要です。

脳卒中後の神経可塑性と回復を高めるための5つのヒント

神経可塑性、つまり変化する脳の能力は、治療者が患者のためにリハビリプログラムを設計し提供する方法を導く主要原理となるものです。 一般的に、リハビリの最初の目標は、患者さんが脳卒中前の状態に戻るのを助けることです。

以下は、治療者が患者を治療する際に考慮すべき、神経可塑性に関する5つの重要なヒントです (Kleim and Jones の論文に基づく)。

ヒント 1-“Use It or Lose It”

健康な脳は、頻繁に使われるつながりを維持し、一定期間使われなかったつながりを「掃除する」。 筋肉と同じで、十分に使わないと細胞は弱くなります。 このルールに基づいて、セラピストは患者に、脳のつながりが失われるのを防ぐために、障害のある手足を動かし続けるよう勧めます。

ヒント2-「使って改善する」

ある作業を行い、それを何度も練習すると、脳内のつながりの同じネットワークが何度も活性化されるのです。 そのネットワークが繰り返し活性化されることで、ネットワークが強化され、より効率的に機能するようになり、最終的にタスクのパフォーマンスが向上するのです。 例えば、楽器を演奏する練習をすると、楽器を演奏するために使っている脳内の結合のネットワークが強化されるため、練習を重ねるごとに演奏が上達します。 治療者は患者さんに、練習を続け、障害のある側を使うように勧めます。そうすることで、特定の脳のネットワークによい変化がもたらされます。 腕を制御する脳の領域を変更したい場合は、腕でタスクを実行する練習をする必要があります。 左足の機能を改善したいのであれば、左足を使って練習をします。

ヒント4-「繰り返し練習する」

脳を変化させるには、ある作業を何度も繰り返す必要があります。 たとえば、ジャグリングのやり方を学ぶ場合、3回練習した場合と30回練習した場合とでは、ジャグリングの能力はどちらが上でしょうか。 脳卒中後の治療も同じで、繰り返しの回数が多ければ多いほど良いのです。 セラピストは患者に繰り返し練習することを勧め、自宅でも練習を続けるようにします。

ヒント5-「熱心に練習する」

患者が練習するとき、熱心に練習することも重要である。 これは、何度も繰り返したり、難しい課題をこなしたりすることで達成されるかもしれません。 長距離走のトレーニングをするように、最初は短い距離から始めるかもしれませんが、上達するためには、以前よりも筋肉を強く働かせて長く走らなければなりません。 これは、脳でも同じことです。

概要

脳卒中は、脳の閉塞や出血によって、脳の領域が酸素不足に陥ったときに起こります。 脳卒中の後遺症は、脳のどの部位が冒されたかによって異なります。 神経可塑性とは、脳卒中からの回復を可能にするプロセスです。 セラピストは、神経可塑性についての知見に基づいてリハビリテーション・プログラムを設計し、患者さんを元通りにすることを目標としています。 以上、説明した5つのコツは、脳卒中のリハビリに欠かせない原則です。

用語集

脳卒中。 脳の領域が酸素不足で損傷した場合。 虚血性脳卒中は閉塞がある場合、出血性脳卒中は脳内出血がある場合です。 全身に血液を運ぶ。 血管には、酸素を含んだ血液を脳に運ぶ動脈や、脳から酸素を補給するために肺に血液を運ぶ静脈など、さまざまな種類があります。

ニューロン:多くの接続を通して情報を計算し、伝達する特殊な脳細胞。 神経細胞は他の神経細胞と接続し、特定の機能を制御するネットワークを形成します。

神経可塑性:脳が適応し、変化する能力。

利益相反声明

著者は、潜在的な利益相反と解釈される可能性のある商業的または金銭的関係がない状態で研究が行われたことを宣言する。