かつて脳疾患の治療には、脳の構造や特定の経路を損傷させるという単純な外科的手法が用いられていましたが、近年は脳に埋め込んだインプラントで電気刺激を与え、症状を治療する脳深部刺激療法が採用されるようになりました。さらに最近では脳深部刺激療法を進化させ、コンピューターが検出した脳活動に応じて刺激を変化させる「スマート脳インプラント」が使われているとして、ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンの神経生理学教授であるウラジミール・リトヴァク氏が解説しています。

Smart brain implants are helping people with Parkinson’s and other disorders

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1987年、フランスの脳神経外科医であるアリム＝ルイ・ベナビッド氏は、脳手術中に損傷部位を特定するために行った電気刺激が、損傷そのものと類似した効果をもたらすことに気づきました。この発見が、脳の特定部位に埋め込んだインプラントを介して電気刺激を与える脳深部刺激療法の誕生につながったとのこと。

脳深部刺激療法は2000年代から進行性パーキンソン病の治療に用いられてきましたが、一般に脳インプラントの設定は埋め込み時に一度設定されると、患者が次回の診察を受ける際にしか変更することはできませんでした。これは、患者の状態変化などに脳インプラントが適応できないことを意味します。

しかし、脳深部刺激療法の研究が進展したことで2025年初頭には、アメリカとヨーロッパの規制当局が「Adaptive deep brain stimulation(適応型脳深部刺激療法)」を承認しました。適応型脳深部刺激療法はコンピューターが脳活動を解釈し、患者の症状を最大限に緩和するために、刺激の振幅を増減させるかどうかを判断します。



パーキンソン病は患者が1日に複数回服用する薬剤によって症状が大きく変動する複雑な疾患で、持続的な刺激で症状をうまくコントロールできる患者もいれば、刺激が強すぎる場合もあれば、弱すぎる場合もあります。そのため、適応型脳深部刺激療法を採用することで、症状をより適切に緩和できるようになる可能性があります。

ユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンの科学者は20年以上前、パーキンソン病患者に脳インプラントを埋め込む手術の直後に薬剤の服用を止めると、特定の種類の脳波が現れると共に症状が悪化することを確認しました。患者が薬剤を服用して症状がよくなるとこの脳波は消えたそうで、この発見が現代の適応型脳深部刺激療法につながっているとのこと。

リトヴァク氏は、「この考え方は、エアコンを制御するサーモスタットに似ています。波(温度)が一定の値を超えると電子制御回路が刺激装置(エアコン)をオンにします。これによって波が減少して消えると、波が再び現れるまで刺激装置をしばらくオフにすることができます」と述べています。



脳深部刺激を患者の脳波に適応させるという手法は、より柔軟な治療を行うことが可能になる一方で、副作用を抑えるために設定するべきパラメータがより多くなり、臨床チームに強いる時間と注意が増えるという課題もあります。臨床チームは脳インプラントが検出した脳波を数日〜数週間にわたって検証し、どの程度適切に制御されているかを確認することができるとのこと。

リトヴァク氏は、「患者の行動を考慮して、適切なタイミングで適切な部位を刺激することが、この分野の目指す方向です。基盤技術が確立された今、進展は急速に進む可能性があります」と述べました。