刺激豊富な環境と課題訓練の相乗効果

元
Synergistic Effects of Enriched Environment and Task-Specific Reach Training on Poststroke Recovery of Motor Function
2018　　5月　　カナダ

刺激豊富な環境や集中的なリーチ課題訓練は神経の可塑性をうながすと考えられている。これらを単体でおこなったときと組み合わせた時の効果を実験してみたそうな。

刺激豊富な環境を人でやってみた

元
Embedding an enriched environment in an acute stroke unit increases activity in people with stroke: a controlled before-after pilot study.
2017　　4月　　オーストラリア

脳卒中で入院した患者の40-69%は 日中ほとんどなにもしないで過ごす。

刺激豊富な環境の効果は動物実験でおおく報告されているが人での応用はすくない。これが入院患者の活動全般にどのていど影響するものか 試してみたそうな。


入院してまもない脳卒中患者を通常環境と刺激豊富な環境グループにわけて6ヶ月後の活動状況を比較した。

刺激豊富な環境ではiPadや書籍、ゲーム、音楽に自由にアクセスでき、リハビリや食事をグループ単位で行った。


次のことがわかった。

・なんらかの活動に携わっている時間は 71% vs. 58% で刺激豊富な環境グループが多かった。

・その活動内訳は、身体活動 33% vs. 22%、ソーシャル活動 40% vs. 29%、認知活動 59% vs. 45% で刺激豊富な環境グループがおおかった。

・この状態は6ヶ月後もつづいた。

・また刺激豊富な環境グループには有害事象がすくなかった。

急性期脳卒中患者を刺激豊富な環境に置くと、おおくの側面で活動レベルがあきらかに高くなった、


というおはなし。


感想：

患者がうごかないから病院にアトラクションを増やそう、って発想に違和感がある。ゲームであそべるくらい元気ならさっさと退院させればいい。

たとえばむかしの人たちは脳卒中やっても病院にもゆかず、クワを杖に足ひきずりながら畑にでてたにちがいない。それが効果的なリハビリになってたんじゃないかな。

刺激豊富な環境で脳梗塞が治る理由

元
Effect of enriched environment on angiogenesis and neurological functions in rats with focal cerebral ischemia.
2016　　11月　　中国

脳卒中のあとに刺激豊富な環境（enriched environment）にいると回復が促されるという報告が数多くある。

刺激豊富な環境の血管新生への影響を調べてみたそうな。


人為的に脳梗塞にしたネズミを刺激豊富な環境と通常の環境に分けた。

「刺激豊富な環境」は通常より広いカゴのなかに はしごや鎖、トンネルやカラーブロックを配置して、毎日並び替えた。そして同時に10匹以上を飼った。

「通常の環境」は より狭いかごに物体は置かず、1カゴあたり4匹ずつ飼った。


2週間後、次のようになった。

・刺激豊富グループで神経機能の改善が明らかに優れており、

・梗塞体積はより小さかった。

・レーザー顕微鏡で刺激豊富グループの血管表面積と血管分枝の増加が確認できた。

・同様に、脳血液関門の損傷も小さくなっていた。

・血管内皮細胞とその増殖因子タンパク質の増加も確認できた。

・運動と知覚機能の向上度が血管新生とよく相関していた。

刺激豊富な環境が脳梗塞後の血管新生を促し機能回復につながったと考えられる、


というおはなし。


感想：

街を歩けばポケモンに当たる。これも刺激豊富な環境のひとつだと思うんだ。

刺激豊富な環境は遅くても間に合うの？

元
Delayed exposure to environmental enrichment improves functional outcome after stroke
2019　　6月　　中国

脳卒中のあと刺激豊富な環境（enriched environment）に曝すと回復が促されるとする動物実験の報告がおおくある。

これら報告のほとんどは脳卒中の早期に適用したもので、臨床応用を考えると24時間以内の暴露を想定することになり現実的ではない。

では刺激豊富な環境へおくタイミングを遅らせた場合の神経 認知機能、神経形成についてはよくわかっていないので実験してみたそうな。

急性期の脳卒中患者に望ましい環境とは

元
Enriched Environment Elicits Proangiogenic Mechanisms After Focal Cerebral Ischemia.
2018　　4月　　中国

脳卒中のあと刺激豊富な環境(Enriched Environment)におくと神経ダメージの回復がうながされることが知られている。しかしそのメカニズムはよくわかっていない。

そこで血管新生に着目して脳卒中後の刺激豊富な環境の効果をしらべてみたそうな。

刺激豊富な環境が脳細胞のアポトーシスを防ぐ

元
Treatment with Enriched Environment Reduces Neuronal Apoptosis in the Periinfarct Cortex after Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury.
2017　　3月　　中国

刺激豊富な環境の神経保護効果については おおくの研究があるがそのメカニズムはよくわかっていない。

そこで神経細胞死（アポトーシス）に注目してしらべてみたそうな。


人為的に脳虚血にしたネズミをつかって通常環境と刺激豊富な環境グループにわけて神経症状や梗塞体積、アポトーシス関連たんぱく質を測定した。

刺激豊富な環境グループでは通常より広いカゴに6-8匹のネズミをいれ、多くの遊具を設置して それらの位置を毎日変えた。


次のようになった。

・刺激豊富な環境グループでは神経症状が回復し 梗塞体積も小さかった。

・また 梗塞周辺組織で アポトーシスを抑えるBcl-2タンパク質が増加し、

・アポトーシスを促すBax, cytochrome c, caspase-9 といったタンパク質が減少した。

刺激豊富な環境で梗塞周辺の神経細胞のアポトーシスが抑制された。これが神経保護メカニズムの1つかも、、


というおはなし。



感想：

脳卒中患者は個室にいれちゃいかんってことだな。

[刺激豊富な環境]の関連記事

刺激豊富な環境による白質再編の仕組み

元

Enhanced White Matter Reorganization and Activated Brain Glucose Metabolism by Enriched Environment Following Ischemic Stroke- Micro PET-CT and MRI Study

2020　　6月　　中国

刺激豊富な環境（EE：Enriched environment）は、感覚運動、認知、社会刺激を強化するための効果的なリハビリテーションプロトコルと考えられている。

EE介入後の脳神経の再編効果については、これまで組織観察による理解が主であり、生体での解明が求められている。

そこで、磁気共鳴画像法（MRI）と18F-FDGポジトロン断層撮影法（PET）を用いてくわしくしらべてみたそうな。

刺激豊富な環境っていうけど、どの刺激がいいの？

元
Effect of Physical and Social Components of Enriched Environment on Astrocytes Proliferation in Rats After Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury.
2017　　1月　　中国

グリア細胞の1つであるアストロサイトはさいきんまで脳の回復の妨げになると考えられてきたが、実はとても重要であることがわかってきた。

いっぽう刺激豊富な環境が脳の回復をうながすという報告が数多くある。どの種類の環境刺激が脳にいいのかアストロサイトに着目してしらべてみたそうな。


人為的に脳虚血にしたネズミを5つのグループにわけた。

*運動刺激環境（PE）：ひろいケージに1匹で遊具がいっぱい
*社会刺激環境（SE）：ひろいケージに12匹飼い
*運動社会刺激環境（PSE）：ひろいケージに遊具と仲間12匹
＊虚血＋通常環境（IS）：せまいケージに食べ物だけ
＊虚血なし＋通常環境：せまいケージに食べ物だけ


次のことがわかった。

・行動テストの結果は通常環境にくらべて刺激豊富な環境のネズミで回復がおおきかった。

・梗塞体積が減少したのは運動刺激のあるPE,PSEグループのみだった。

・PE,PSEグループではSEグループにくらべアストロサイトとBDNF（脳由来神経栄養因子）が激増していた。

・アストロサイトとBDNFの増加は機能回復度とよく相関していた。

アストロサイトとBDNFの点で、環境刺激のうち "身体活動" が脳卒中からの回復により重要な刺激要素であった、


というおはなし。


感想：

これ↓思い出した。

刺激豊富な環境で脳梗塞が治る理由

皆とならちゃんと食べてくれるかな

元
Acute stroke patients not meeting their nutrition requirements- Investigating nutrition within the enriched environment
2019　　6月　　オーストラリア

栄養不良の脳卒中患者は合併症が増え 回復がわるく入院期間が長いという。

かといってサプリメントはエビデンスが乏しいし 経管栄養はだれにでも使えるわけでもない。

身体、認知、社会的な刺激をもたらすいわゆる 刺激豊富な環境（enriched environment）環境に患者をおくと回復が促されるという報告がおおくある。

そこで刺激豊富な環境下で脳卒中患者の栄養摂取がすすむものか、くわしくしらべてみたそうな。

脳卒中後の環境が遺伝子レベルで回復に影響する

元

Gene expression associated with an enriched environment after transient focal ischemia.
2010 12月　日本

脳卒中後に刺激豊富な環境に置かれると
機能回復が促されることが近年、動物実験などでわかってきた。



それを 遺伝子の働きについても調べてみたそうな。



人為的に脳梗塞にしたネズミを、

・刺激豊富な環境 グループ
・普通の籠 グループ

に分けて、
4週間後 解剖して働いている遺伝子の量を調べた。




なるほど刺激豊富な環境のネズミは運動機能の回復が早かった。

そして、Egr-1, - 2, BDNFというタンパク質の量が脳全体的に減っていた。



脳梗塞後の環境の違いにより、わずか4週間の間に遺伝子の
働き方まで変化していることがわかった、という衝撃的な内容。

刺激豊富な環境は脳の回復を促すけれど 梗塞も少し大きくなる

元

An Enriched Environment Improves Sensorimotor Function Post-Ischemic Stroke.
2010 9月 オーストラリア

数々の動物実験から、
脳卒中後に刺激の豊富な環境に置くと
脳機能の回復が早まることが示唆されている。

この効果を確かめるべく過去の（動物）研究を
再調査したそうな。



たしかに
脳卒中後に刺激豊富な環境にさらされると
知覚運動機能が著しく改善することがわかった。

一方で梗塞の大きさが8％ほど大きくなることもわかった、とのこと。



刺激に はしゃぎすぎてはイカンってこと と理解。

高齢でも復活！脳卒中と環境エンリッチメント

元

Environmental enrichment enhanced neurogenesis and behavioral recovery after stroke in aged rats

2023　　9月　　中国

年齢は脳卒中後の予後不良の重要な因子である。

しかし、環境エンリッチメント（EE）は脳梗塞後の機能回復を促進することが報告されている。

そこで、高齢ラットにおいて環境エンリッチメントが脳梗塞に対して有益であるかどうかをくわしくしらべてみたそうな。

音楽刺激がもたらす脳の構造変化

元

Post-stroke enriched auditory environment induces structural connectome plasticity: secondary analysis from a randomized controlled trial

2022 　　3月　　フィンランド

脳卒中後の神経可塑性と認知機能の回復は、刺激豊富な環境によって促されることが動物実験でわかっている。

最近では、音楽刺激によって脳卒中亜急性期の認知機能が改善するという報告がいくかある。

とくに声楽を含む音刺激が言語ネットワークの構造および機能結合の変化をもたらすという。

そこで、音刺激による言語ネットワーク以外の脳構造への影響をくわしくしらべてみたそうな。

心を改め運動を始めるだけで脳の可塑性は復活する

元
Physical Exercise Preserves Adult Visual Plasticity in Mice and Restores it after a Stroke in the Somatosensory Cortex
2016　　12月　　ドイツ

脳の可塑性を評価する方法に眼優位性可塑性（一方の眼を数日塞いだときに生じる脳視覚野の活動変化）がある。

この能力は加齢や脳損傷により低下することが知られている。
また刺激豊富な環境で育ったネズミでは眼優位性可塑性が生涯保たれ、刺激の無い環境のネズミではやがて消失することがわかっている。

そこで脳卒中後の運動が眼優位性可塑性に影響するものかどうか実験してみたそうな。


次のことがわかった。

・カゴの中に走行輪を置き自由に走れる環境で育ったネズミは脳卒中後でも眼優位可塑性を維持し、走行輪のないカゴのネズミでは脳卒中後に眼優位可塑性が消失した。

・もともと走行輪のない環境で育ったネズミでも、脳卒中から14日後に走行輪アクセスを2週間可能にしただけで眼優位性可塑性が復活した。

脳卒中のあとに自発的な運動を始めるだけで 失われつつあった脳の可塑性が復活した、


というおはなし。




感想：

「自発的な」運動ってところがポイントだと思う。「強制」したら治るものも治らない、、

リハビリは動かせばイイってもんじゃぁない. 本人がやる気になるまで待て.

cell.com：脳をガッツリ再生するNeuroD1遺伝子治療

元
A NeuroD1 AAV-Based Gene Therapy For Functional Brain Repair After Ischemic Injury Through In Vivo Astrocyte-To-Neuron Conversion
2019　　9月　　アメリカ

哺乳類の脳は海馬や脳室下帯をのぞいて神経再生機能をもっていない。そのため虚血で損傷した脳組織が自力で再生できる割合は失われた神経の1%にも満たないとされている。

神経前駆細胞を外部から導入する実験では動物や人で期待できる成果が得られている。
いっぽう神経幹細胞の導入には免疫拒絶や腫瘍化など問題がおおい。

さいきん、脳に豊富にあるグリア細胞（アストロサイト）を神経細胞に変身させる転写因子「NeuroD1」が実験室レベルでみつかった。

これを実際に脳の中で働かせることができれば失われた神経細胞を再生でき、しかももともと周辺にあった細胞なので機能回復に好都合かもしれない。

そのための技術を開発し動物で実験してみたそうな。

脳の可塑性を促す最新リハビリ法をならべてみた

元
Noninvasive strategies to promote functional recovery after stroke.
2013 　6月　　イタリア

非侵襲的な脳卒中リハビリ方法についてまとめてみたそうな。


現在、次のような方法がある。

・rTMS,tDCSなどの脳刺激法

・ミラーセラピー

・動作観察法

・運動イメージ訓練

・CI療法

・バーチャル・リアリティ

・ロボット支援

これらに加えて、動物実験で確認されている以下の方法がある。

・刺激豊富な環境

・早期強制運動

・社会刺激

・触覚刺激

脳にメスを入れることなくその機能を改善する方法がいろいろと考案、研究されている、


というおはなし。

脳卒中後の感覚刺激で脳ダメージを防ぐ

元

Mild sensory stimulation completely protects the adult rodent cortex from ischemic stroke.
6月　アメリカ

ねずみの脳血管を塞いで脳梗塞のきっかけをつくったあとに、
頬ヒゲ刺激を続けたら　壊死してしまうはずの脳組織に
別のルートから血液が流れこむようになって
ダメージゼロだったそうな。

この方法なら手術も薬も必要ないので人間にも応用できないかな、ってはなし。




よく

脳卒中になったら　とにかく刺激豊富な環境に置け、と言う。

一方で病院での生活は　刺激とはほとんど無関係で
勝手に動けば怒られるし、
暇な時間ばかりですることもない。


工夫の余地あると思うんだよね。

脳神経の病気への音楽療法のはたらき

元
Music-based interventions in neurological rehabilitation.
2017　　6月　　フィンランド

The Lancet neurologyの脳神経疾患への音楽療法のレビューから。

・音楽刺激で脳血流が増加し 活動レベルに応じた可塑的変化が生じる。

・これは動物実験の刺激豊富な環境での回復過程に似ている。

・音楽が中脳辺縁系を刺激してドーパミンを介して報酬、覚醒、感情反応をもたらす。

・なかでも 側坐核がその中心としてはたらき 認知機能の改善にいたる。

・また  副交感神経が活発になりカテコラミンやサイトカインを介し交感神経は抑制されリラックス効果がもたらされる。

・その結果 ストレスホルモンのコルチゾールは減少し、心血管系への負担が低下する。

・リズムへの同期反応（Rhythmic Entrainment）は聴覚系と運動系の結合の強さを示す生まれ持った仕組みである。

・好きな音楽への特別な反応には 音楽記憶に関係の深い前帯状皮質、前頭前皮質の関与がかんがえられる、

というおはなし。

感想：

上の図がとても綺麗に見えたので関心をもった。

完全没入型バーチャルリアリティ上肢リハビリ

元
Upper Extremity Rehabilitation Using Fully Immersive Virtual Reality Games with a Head Mount Display- A Feasibility Study
2019　　6月　　韓国

VR（バーチャルリアリティ）をつかった脳卒中リハビリが期待されている。刺激豊富な環境下で課題志向型の繰り返し訓練を飽きずに実行できるという。

VRには非没入型から完全没入型まであって、これまでなされてきたVRリハビリテーション研究のほとんどはNintendo Wiiのような非没入型VRを使ったものだった。

近年、HMD（ヘッドマウントディスプレイ）の進歩が著しく Oculus Rift や HTC Viveといった市販機で完全没入型VRを利用できるようになった。

これらHMDを利用することでミラーセラピーや動作観察療法で得られる脳への可塑的刺激をさらに上回る効果が期待される。

そこでHMD上肢リハビリの実行可能性と有害事象についてくわしく実験してみたそうな。



脳卒中で上肢機能に麻痺のある12人について、

HMD（HTC Vive）ゲームでの5種類の上肢課題訓練を、
1回30分間ｘ週2-3回、計10セッションおこない、

action arm reach test,
box and block test,
modified Barthel index
を評価したところ、




次のようになった。

・3人の患者が脱落した。9人は訓練を完遂した。

・乗り物酔いなどの有害事象はなかった。

・上肢機能評価にあきらかな改善がみられた。

・満足度のリッカート尺度は全患者を平均して7点中6.3だった。

脳卒中患者にヘッドマウントディスプレイを着けておこなう上肢リハビリは有害事象もなくほとんどの患者が訓練を完遂し、満足度は高く機能改善もみられた、


というおはなし。





感想：

さいきん Oculus Quest（オキュラス クエスト）という低価格かつ高性能でかんたん設定のHMDがでて話題になっている。

ゲームではビートセイバーが人気で、スターウォーズ世代のおっさんのモチベーションがあがりまくり。VR上肢リハビリに最適とおもう、やってみたい。
（Youtube動画リンク←）

脳卒中の比例回復則 リハビリはほんとうに必要か？

元
Does Stroke Rehabilitation Really Matter? Part A: Proportional Stroke Recovery in the Rat.
2018　　1月　　カナダ

脳卒中で失われた患者の機能が、障害の程度に比例してその70％くらいまで自発的に回復する現象を "proportional recovery rule"（比例回復則）と呼ぶ。

これまで比例回復則は上下肢の運動機能および半側空間無視、失語症でも報告されていて、脳卒中患者のおよそ80％がこの現象をしめす。

皮質脊髄路や運動誘発電位の健全性が比例回復則と関連するとの見方もある。

回復が自発的にすすみリハビリの有無によらないことから生物の持つ本質的な治癒メカニズムと考えられ、脳卒中リハビリの存在意義が問われている。

ところが人で実験する場合、いかなるリハビリ行為もまったく行わない群を設けるのはほとんど不可能に近い。

そこで完全管理の動物をつかって比例回復則を確認できるものか 実験してみたそうな。