極薄の微小電極を使用した副作用のない痛みの軽減

製作中の超薄型電極を持つMatilda Forni氏©Agata Garpenlind健康

スウェーデンのルンド大学の研究者らは、極薄の微小電極を用いた全く新しい刺激方法を開発し、激しい痛みに対処しました。

この方法では、鎮痛剤にありがちな副作用がなく、効果的で個人に合った痛みの緩和が可能です。

この研究は、ラットを用いて行われ、研究誌「Science Advances」に掲載されました。

副作用のない長期的な痛みの治療法がないと、患者さんの生活の質が大きく損なわれることがよくあります。

鎮痛剤がなければ、持続する痛みのために、患者さんは日常生活を送ることが困難になります。

従来の鎮痛剤による治療は、確かに痛みは軽減されますが、同時に感覚や精神機能にも影響を与え、薬物依存に陥る危険性もあります。

また、痛みは、病欠、医療費、生産性の低下など、社会的にも大きな負担となっています。

最近のアメリカの報告によると、アメリカ人の約8%が影響の大きい慢性的な痛みに苦しんでいるとのことです。

ルンド大学の神経生理学教授Jens Schouenborg氏が率いる研究チームは、組織に優しい極薄の微小電極を用いて、個人に合わせた刺激で痛みを抑える方法を開発しました。

「この電極は非常に柔らかく、脳に非常に優しいものです。この電極は、副作用を引き起こす神経細胞回路を同時に活性化することなく、脳の疼痛制御を特異的に活性化するために使用されます。この方法では、極薄の電極群を埋め込み、その中から副作用のない純粋な鎮痛効果が得られる電極群を選択します。この方法により、非常に精密で個人に合わせた刺激治療が可能になり、すべての人に効果があることがわかりました。」とSchouenborg氏は説明します。

痛みは、脳の疼痛制御を活性化することでブロックされ、大脳皮質への痛みの経路における信号伝達のみがブロックされます。

「他の感覚器官や運動能力に影響を与えることなく、痛みをほぼ完全に遮断することができ、痛みの研究において大きなブレークスルーとなりました。今回の結果は、これまで大きな課題となっていた、副作用のない強力な鎮痛剤の開発が可能であることを示しています。」と、今回の痛みに関する研究の筆頭著者である博士課程の学生、Matilde Forni氏は説明しています。

数年前から行われているこのプロジェクトで、研究者たちは、組織にやさしいゼラチンベースの技術を開発し、柔軟性のある微小電極を非常に高い精度で埋め込むことができる手術技術を開発しました。

研究者たちによると、この新技術は、脊髄によって伝えられるあらゆる種類の痛み、つまりほとんどの種類の痛みに効くはずだといいます。

現在、痛みを和らげる方法として最も一般的なのは、薬を使用することです。

「今回の研究では、私たちの方法とモルヒネを比較しましたが、モルヒネでは鎮痛効果がかなり低いことがわかりました。また、モルヒネには強力な鎮静作用やその他の認知作用もあります。今回の研究では、慢性的な痛みによく見られる感作後の痛み(痛覚過敏)がブロックされることも示されました。」とSchouenborg氏は言います。

ルンド大学での研究は、ラットを使って行われました。この結果は、人間にも応用できるのでしょうか?

「それが狙いです。人間の脳はラットと同じような制御システムを持っているので、私たちの電極デザインは人間用にスケールアップできます。」とForni氏は言います。

研究者たちは、この方法が5~8年以内に、がんの痛みや脊髄損傷に伴う慢性的な痛みなど、現在満足できる痛みの治療法がない、特に重度の痛みを持つ人たちの刺激治療につながることを期待しています。

また、この方法は、痛み以外の症状の治療にも広く利用できると考えています。

原理的には、この方法は脳のすべての部位に対応できるので、パーキンソン病などの変性脳疾患のほか、うつ病、てんかん、そしておそらく脳卒中の治療にも利用できると考えています。この電極技術は、診断にも応用できますし、神秘的な脳の働きを解明する研究にも役立つでしょう。」とSchouenborg氏は語っている。

Published by Lund University. Matilde Forni et al, 3D microelectrode cluster and stimulation paradigm yield powerful analgesia without noticeable adverse effects, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abj2847
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