前側頭葉切除術後の脳はどうなるのか? | RICAPE update

Commentary

側頭葉切除後の記憶ネットワークの可塑性(Memory Network Plasticity After Temporal Lobe Resection)。 A Longitudinal Functional Imaging Study.

Sidhu MK, Stretton J, Winston GP, McEvoy AW, Symms M, Thompson PJ, Koepp MJ, Duncan JS. Brain2016;139:415-430 .

側頭葉前部切除は側頭葉てんかん患者の最大80%で発作を抑制することが可能である。 記憶力の低下が主な神経認知的合併症である。 術前の記憶ネットワークにおける機能再編成は報告されているが,術後の機能再編成についてはあまり知られていない。 我々は、術前、術後3ヶ月および12ヶ月の記憶符号化ネットワークの再編成を調査した。 片側内側側頭葉てんかん患者36名(右19名)を対象に、前側頭葉切除術前と術後3カ月および12カ月後に調査を行った。 15名の健常対照者を3つの相当する時点で調査した。 すべての被験者が、3つの時点のそれぞれで神経心理学的検査を受けた。 機能的磁気共鳴画像による単語と顔の記憶エンコーディングパラダイムが行われ、その後スキャナ外での認識評価が行われた。 各患者群における時点ごとの活性化の変化を、単一柔軟因子分析で対照群における変化と比較した。 術後の時間経過に伴う記憶の変化と術後の活性化を相関させ、再編成されたネットワークの効率性を調査した。 左側頭葉てんかん患者では、術前と比較して術後3カ月と12カ月の両方で、単語と顔の符号化について右前海馬と前頭部の活性化が増加し、術後12カ月で左前頭部の活性化が同時に減少した。 左側頭葉てんかん患者において、術前と術後12カ月後の右前海馬活性化は、言語学習の改善と有意な相関があった。 術前、左海馬後部の有意な活性化がみられ、それは術後3ヶ月間、単語符号化で持続し、顔符号化で増加した。 単語と顔の符号化では、術後3カ月から12カ月にかけて有意に減少した。 右側頭葉てんかん患者では、術前と比較して、単語符号化において術後3カ月から12カ月にかけて左前海馬の活性化がみられた。 顔符号化では、術前と術後12ヶ月で左海馬前部活性化が見られた。 海馬左前部および前頭葉眼窩皮質の活性化は、術後12ヶ月のデザイン学習と言語学習の改善と相関していた。 顔の符号化では、左海馬後部の活性化が有意に増加し、術後3カ月から12カ月にかけて有意に減少した。 術後の変化は、左右の側頭葉てんかん患者において、言語と視覚の両方の領域で、記憶符号化ネットワークに生じる。 術後3ヶ月に起こる海馬後部の代償的な再組織化は一過性で非効率的である。 9929>

記憶力の変化は前側頭葉切除術(ATL)の影響としてよく知られている。 最も注目されているのは術後の記憶機能の低下であり,メタアナリシスの結果,利き手側の半球でATLを受けた患者の44%で言語記憶の神経心理学的テストにおける記憶の低下が見られ,非利き手側の半球でATLを受けた患者では低下の割合はわずか20%であった(1)。 術後の記憶力低下について、どのような臨床的・人口統計学的要因が最良の予測因子となり得るかを予測する試みが数多くなされてきた。 また、ほとんどの標準的な外科的アプローチに関連する記憶喪失の重症度と範囲を減らすことを目的として、既存の外科的手順を変更したり、新しい手順を開発したりする試みも進行中である(2)。 一般的な記憶機能の改善はいくつかの研究で指摘されているが、Novelly氏らは、ATLを受けた患者において、手術の反対側の半球に関連するモダリティ特異的記憶機能のプロファイル選択的改善を初めて明らかにした。 その研究の群間変化の分析では、左ATLを受けた患者は視覚的デザインの想起に改善を示し、右ATLを受けた患者はパラグラフの想起に改善を示すことを著者らは発見した(3)。 同様の所見は他の施設でも見られた。 同じテストの最新版を用いて個々の変化率を調べたある調査では、左ATLを受けた患者の25%に視覚的デザインの遅延想起の改善が見られ、右ATLを受けた患者の31%に段落想起の改善が見られた(4)。このことは、記憶能力の向上を得た患者の数は、低下を得た患者と同程度であることを明らかに示している。

ATLを受ける患者における記憶力低下の調査と予測に重点を置くことは明らかに正当化されるが、手術後の記憶力向上という概念は興味深く、てんかんの外科的治療や術後の悪影響を防ぐために、多くの重要な神経生物学および臨床的意味を持つ可能性がある。 記憶力の向上という話題は、これまで比較的あまり注目されてこなかった。 神経心理学的調査の結果、侵害脳組織の除去によるプラスの影響(5)、あるいは脳の可塑性の効果(6)が示唆されている。 しかし、神経心理学的検査を用いた研究は、てんかん患者における術後記憶の改善の程度を特定し測定する上で重要な役割を果たしているが、この改善の基礎となる神経生理学的メカニズムに関する知識を深めるには、高度な神経画像技術を追加する必要があることは明らかである。 研究者らは、単語や顔の符号化を含む記憶パラダイムを利用し、その後、スキャナの外で認識評価を行った。 術前検査時、術後3カ月、12カ月における患者のfMRI活性化の変化を、同じ間隔で調査した対照群と比較した。 9929>

この研究では,ATLを受けた患者の記憶変化の根底にある2つの別々の動的プロセスが見出された:術後3か月に,著者らが代償性であると推定した後部海馬領域の一過性の活性化の証拠があった。 これは代償性であると推測された。この後、術後12ヶ月で術後反対側の海馬が活性化され、効率的な再組織化の効果であると推測された。 対照群では、単語符号化テストにおける内側側頭葉の活性化パターンが比較的安定しており、顔に関するテストでは右側の活性化が減少していた。 これらのデータは、ATL被験者で観察された、反復テストの効果に起因すると考えられる縦断的な変化を制御するために用いられた。

この研究の結果は、ATL後の記憶パフォーマンスの変化について考えられる神経生物学的基盤に関する最初の洞察を提供する。 3ヶ月における一時的な変化の観察において、著者らは、同側の後部海馬の完全性がATL後の初期の記憶機能に重要であることを実証した、彼らの研究室の以前のサンプルに対して行われた研究の一つで述べられた重要な発見を再現した(7)。 今回、対側海馬の機能に関連した長期的な変化が証明されたことで、30年以上前の研究(3)で報告された患者の記憶力改善の基礎となる脳の変化を説明することができるようになった。

この研究の結果は、ATL後の記憶変化に関する長年の多くの研究で述べられてきた神経心理学的な基本的前提のうちの2つを支持しなかったことに注目することが重要である。単語と顔の両方のエンコーディングパラダイムでグループレベルで同等の変化を観察しても、研究者は、術後の記憶変化に関する初期の研究で最初に述べられた所見のパターンと矛盾して、左右ATLに伴う様式特有の効果を示すことが出来なかった(8)。 さらに、観察された対側半球の海馬活性化のパターンと12か月後の記憶結果の予測は、記憶回復の機能的妥当性モデルによる予測に反し、術後記憶機能の機能的予備モデルによる予測により一致するものであった(9)。 まず,対側海馬の役割と12か月後の記憶結果との関係が観察されたことで,他の研究者は神経心理学的検査,和田テスト,あるいは他のfMRIデータを用いた研究結果を再検討し,術前および術後初期に測定した対側記憶機能が,より良い長期記憶結果の予測にどう利用され得るかを判断することになるだろう。 さらに,術後の記憶回復のプロセスが2段階に分かれる可能性があること(異なる脳領域や,おそらく異なる記憶エンコーディング戦略が関与すること)が明らかになったことは,術後の早期および後期の時点における認知機能改善のための新規かつ動的な戦略の開発にとって重要な意味を持つかもしれない(10))。 将来的には、画像診断と神経心理学的手法を組み合わせた統合的な学際的アプローチにより、ATL後に観察される記憶の変化に関する理解が深まり、臨床転帰を最大限に改善する能力が高まることが期待される

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