回復とリハビリテーションの神経生物学

回復とリハビリテーションの神経生物学は、脳卒中や外傷などの損傷後に神経系がどのように機能を回復するか、そしてリハビリテーションが脳の可塑性を利用してその回復をどのように支援するかを研究する学問です。損傷後の数日から数ヶ月間にわたる修復と再編成の自発的な生物学的プロセス、および訓練と経験が回復中の回路をどのように形成するかの原則を検証します。

Definition

回復とリハビリテーションの神経生物学は、損傷後に神経系が機能を回復する生物学的プロセスと、その回復を支援し形成するためにリハビリテーションによって経験依存的な可塑性がどのように関与するかを研究する学問です。

Scope

このトピックは、真の回復と代償の区別、自発的修復の時間経過とメカニズム、およびリハビリテーションの根底にある経験依存的な原則を扱います。これはメカニズムとエビデンスを記述する基礎科学および臨床科学の参照項目であり、特定の患者に対する特定のリハビリテーションプログラムや投与量を処方するものではありません。

Core questions

• 神経系は損傷後にどのように自発的に再編成され、修復されるのか？
• 機能の真の回復と代償の違いは何ですか？
• 経験依存的な可塑性はリハビリテーションをどのように支援し、どのような原則がそれを支配しているのか？
• 回復が個人間および時間とともに大きく異なるのはなぜですか？

Key concepts

• 回復対代償
• 自発的な生物学的回復
• 損傷後の皮質再編成
• 経験依存的なリハビリテーション原則
• 使用依存性可塑性
• リハビリテーションの臨界期

Mechanisms

脳卒中などの局所的な損傷後、機能は急性障害の解消、残存回路の再編成、および代替経路の動員が混ざり合うことで回復することができます。これらの変化は、無傷の脳で機能するのと同じ経験依存的な可塑性に依拠しています。すなわち、十分に集中的で、反復的で、顕著で、特異的な訓練は適応的な再編成を促進する一方で、不使用は欠損を固定化する可能性があり、これらの原則はリハビリテーションを可塑性の生物学に直接結びつけます（Kleim & Jones, 2008）。重要な概念的区別は、元の運動または機能が回復する真の回復と、代替手段によって目標が達成される代償との間にあります。この2つは異なる神経基盤と治療への影響を持ちます（Levin et al., 2009）。多くの回復は、可塑性が高まる損傷後の早期の期間に起こります。

Clinical relevance

このトピックは、神経リハビリテーションの生物学的根拠を提供し、脳卒中や脳損傷後の回復がどのように測定され、解釈されるかを枠組み化します。メカニズムを記述し、エビデンスを参照資料として要約するものであり、個人のリハビリテーションを設計または処方するための根拠となるものではありません。

Evidence & guidelines

エビデンスは、損傷と可塑性の動物モデル、再編成のヒト画像研究、およびリハビリテーション介入の臨床試験から得られています。脳卒中後の運動回復に関する系統的レビューは、どの手法がエビデンスを裏付けているかを要約し（Langhorne et al., 2009）、原則に基づいたレビューは可塑性研究をリハビリテーションに応用しています（Kleim & Jones, 2008）。

History

リハビリテーションはかつて経験的実践に大きく基づいていましたが、成人脳が損傷後に再編成され、この再編成が経験によって形成されるという蓄積されたエビデンスが、リハビリテーションを可塑性を方向付ける方法として再構築しました。経験依存的な可塑性の明確な原則を明確にし、回復と代償を区別することで、この分野は発達神経科学および可塑性神経科学と結びつくメカニズム的基盤を得ました。

Debates

リハビリテーションは真の回復を目指すべきか、それとも代償を受け入れるべきか？

元の機能を回復させることと、代替戦略を用いることの両方が転帰を改善する可能性がありますが、異なる神経プロセスを関与させます。治療がどちらを優先すべきか、そしていつ優先すべきかは、活発な研究課題として残っています。

Key figures

• Peter Langhorne
• Jeffrey Kleim
• Theresa Jones
• Mindy Levin

Seminal works

• kleim-jones-2008
• langhorne-2009
• levin-2008

Frequently asked questions

脳損傷後の回復と代償の違いは何ですか？

回復とは、元の機能や運動パターンを取り戻すことを意味し、代償とは、代替戦略や身体部位を通じて同じ目標を達成することを意味します。これらは異なる神経メカニズムに依存しており、リハビリテーションの転帰がどのように解釈されるかに影響します。

リハビリテーションは脳の可塑性をどのように利用しますか？

リハビリテーションは、反復的で集中的かつ意味のある訓練を提供することで経験依存的な可塑性を活性化し、残存回路の適応的な再編成を促進することができます。この項目は原則を記述するものであり、特定のプログラムを処方するものではありません。