沖縄医報 Vol.53 No.6

発 言 席

2017

機能神経外科からニューロモジュレーションへ－機能神経外科の過去、現在、未来－
医療法人輔仁会

輔仁クリニック・脳神経外科
沖縄赤十字病院・機能神経外科

近年、パーキンソン病や脳卒中後の疼痛患者

山城

II. 機能神経外科

勝美－歴史と手術機器の開発－

さんの治療法として、脳内や脊髄硬膜外に微小機能神経外科の歴史は 1853 年に Trousseau

電極を埋め込んで電気刺激を行ったりするといが三叉神経痛に対して Gasser 神経節切除術をうことをテレビなどで見たりしたことがあると提唱した 19 世紀半ばまで遡ることができます。

思います。このような方法を用いて病気を治す

その後、錐体路や錐体外路の遮断により不随意脳神経外科の一領域があります。

運動を軽減する手術も行われていました。

治療対象疾患も当初はパーキンソン病に代表される不随意運動症、痛み（難治性疼痛）、てしかし、脳内の目標とする部位に正確に到達するための方法が必要でした。

んかんなどでしたが、最近では国外で強迫性障1907 年 Horsley と Clarke が動物の定位脳手害、うつなどの精神疾患、アルツハイマー病な術 装 置 を 考 案 し、1947 年 に Spiegel と Wycis

どの認知症に対する治療などが始まっていまによりヒトでの定位脳手術が報告されました。

す。工学、脳生理学と結びついた領域（ブレイ

その後、スウェーデン、フランス、西ドイツ、ン・マシーン・インターフェース、ロボットスー

アメリカなど世界各地で種々の定位脳手術装置ツなど）、また遺伝子や細胞移植などの再生医が開発されました。我が国でも 1951 年に楢林

療手法とも結びついた新しい治療方法、新しい博太郎教授（東京大学、順天堂大学）が定位脳治療機器の開発に伴い新領域への展開が急速に手術装置を開発したのに続き、名古屋大学の杉進行中の分野です。

田虔一郎教授の杉田式定位脳手術装置が開発さこの領域は、沖縄県内ではまだあまり知られていませんが、本土や国外ではかなり進んできれました。これらは X 線撮影装置を用いて目標点を決定する手術装置です。ています。その機能神経外科について、過去か正確に脳内の目標部位に到達できる定位脳手ら現在までの簡単な歴史や治療法を概観し、今術装置の開発は機能神経外科を飛躍的に発展さ後の展開について述べることにします。

せました。
初期の定位脳手術の対象は、難治性疼痛が多I. 機能神経外科とはく、痛みの求心路遮断や痛みの情動的要素の除いろいろな外科的な方法で神経回路の機能調去が目的でした。不随意運動では、ハンチント整・制御あるいは機能再建を行う脳神経外科のン舞踊病に対して淡蒼球と内側視床核破壊術が一分野です（片山容一、脳神経外科学体系 10行われました。てんかんや攻撃的行動、強迫神1）

定位・機能神経外科 2005） 。

経症などの精神障害に対しても、様々な試みが行われました。

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この頃は定位脳手術（Stereotactic Neurosurgery）

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め込み型刺激装置の開発が進みました。

= 機能神経外科の様相を示していましたが、1972

また、動物実験によって、中脳水道周囲年イギリスで頭部 CT（computed tomography）撮灰 白 質 の 刺 激 が 痛 み の 抑 制 を も た らすこ

影装置が発表され、CT を用いた定位脳手術装置とで、内因性疼痛抑制系の概念が確立し、が出現しました。

1977 年 Richardson と Akil（1977） は ヒ ト

駒井則彦教授らの駒井式CT定位脳装置は機能神経外科疾患以外の脳腫瘍や脳出血治療にも中脳水道周囲灰白質を刺激し、難治性疼痛に有効であったと報告しています。
脳内刺激は脳深部刺激療法（Deep Brain

広く使用されています（Fig.1）。

Stimulation, DBS）と呼ばれています。
1980 年代に入って、DBS は難治性疼痛ばかりでなく、不随意運動症の治療にも用いられるようになり、振戦、パーキンソン病、ジストニアなどの治療に使用されています（Fig.2）。

Fig.1
2 つの定位脳手術装置を示す。
左はレクセルフレーム、右は駒井式フレームである。
いずれも CT と MRI に対応して使用できる。

さらに 1980 年代には 3 つの二次元平面の描出に優れた MRI（magnetic resonance imaging）の出現により、画像誘導定位脳手術へと発展しました。
その後、コンピュータシステムの発展でコンピュータワークステーションが導入され、脳フ

Fig.2
左：定位脳手術装置で脳の目標部位に電極などを刺入する。
右：両側脳内の目標部位に刺入された電極に、両側前胸部皮下の刺激装置を接続した図である。導線はいずれも皮下を通る。

レームのない、frameless stereotactic system が2）同じく 80 年代には、薬剤の持続局所注入の開発され、機能神経外科以外の脳腫瘍や血管障ための体内型埋設ポンプが導入され、モルヒ害などの手術へも応用が広がっていきました。

ネの脊髄髄腔内への注入により難治性疼痛の治療が可能となりました。また薬剤をバクIII. 機能神経外科の新しい治療ロフェンに変えることで痙縮への治療も進

1）Melzack と Wall（1965）による痛みの Gate展しました。

control theory（ゲートコントロール理論）

3）体内埋設型ポンプは脳室内や脳内注入も可能が発表され、電流刺激という手法が広まりで、様々なニューロンに対して細胞死を抑制ました。Wall と Sweet（1967）は眼窩下神する効果があり、ドーパミン産生ニューロン経への刺激が支配領域の無痛をひきおこすの生存や形態的分化、ドーパミン取り込みことを報告し、Shealy ら（1967）は脊髄後を促進する神経活性因子である glial cell line索への刺激が身体の知覚を誘発し、その領derived neurotrophic factor（GDNF）の被殻域に疼痛の軽減が起こる事を報告しました。

への注入でパーキンソン病の症状が改善した

この事から刺激用の埋め込み電極と体内埋との報告があります（Gill ら , 2003）。

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20174）神経系細胞あるいは神経系組織の脳内移植

血液脳関門（BBB）を開く働きもあり、今

Backlund ら（1985）は患者の副腎髄質を後薬剤の投与などでの応用が期待されてい尾状核に移植し、パーキンソン病症状を改善ます。

させる試みを報告しましたが、効果については懐疑的で次第に行われなくなりました。

V. 未来の治療法

Lindvall ら（1989）は胎児の黒質細胞（ドー1）iPS 細胞から得られた細胞移植によるパーパミンを産生する）の移植を行いました。

キンソン病の治療

4）

患者自身の細胞から作製した iPS 細胞を、機能神経外科は、局所の破壊、切除、切断なドーパミンを分泌する神経の幹細胞にまでどの機能除去のみでなく、神経刺激、薬剤の局分化させ、安全性を検証した上で、患者の所持続注入、神経細胞や神経組織の移植などの脳に移植して行う。

外科的方法で機能を追加する手段も得ました。
以上のような方法で神経回路の機能調整・京都大学では 2017 年度には臨床応用が開始される予定。

制御から機能再建まで行うようになりました。

2）ブレイン・マシーン・インターフェース（Brain-

このように治療手段の拡大に伴い、機能神経外machine Interface : BMI）

科はニューロモジュレーション（ニューロ = 神

脳情報を利用することで、脳（ブレイン）経の働きを、変える（modulate, モジュレートと機械（マシン）を直接つなぐ技術（インターする）の外科へと発展してきています。

フェース）のこと。ロボットアームや運動リ
ハビリなどに応用が始まっています

IV. 放射線、磁気、収束超音波を用いた治療5）, 6）。

文部科学省では身体機能代替グループ、

1）ガンマナイフ治療法

脳・身体機能回復促進グループ、精神・神ガンマ線を用いて、開頭手術をすることなく、脳病巣をナイフで切り取るかのようにコ経疾患等治療グループの 3 つの研究体制で研究が進行中です。

ントロールする治療法で、1953 年 Leksell に3）光遺伝学（optogenetics、オプトジェネティクス）

より三叉神経痛に対して初めて報告されまし

光遺伝学とは、光によって活性化されるた。
パーキンソン病や三叉神経痛、顔面痙攣なタンパク分子を遺伝学的手法を用いて特定どの治療を行うことができます。他に脳腫瘍、の細胞に発現させ、その機能を光で操作す

脳動静脈奇形などの治療にも使用されます。

る技術です。光（opto）と遺伝学（genetics）

2）反復性経頭蓋磁気刺激療法（rTMS：repetitiveを組み合わせたことから光遺伝学と呼ばれ2）, 3）ています。

transcranial magnetic stimulation）

磁気パルスを用いて、頭皮上から脳表を刺光遺伝学の開発により、特定の神経の活激する装置を用いて、非侵襲的に、痛みを伴動を高い時間精度で正確に操作することがわずに様々な疾患に対し、ニューロモジュレー初めて可能となりました。このことによりション（神経調節）を期待する治療法です。パー

神経活動と行動発現とを直接繋げることがキンソン病、ジストニア、てんかん、難治性可能となりました 。ヒトへの応用はまだで疼痛、脳卒中後片麻痺、うつ病などが治療対すが、今後の発展が期待される新しいニュー象となります。

ロモジュレーションの手法の一つです。

7）3）経頭蓋MRガイド下集束超音波治療（MRgFUS）
超音波集束装置で MRI を見ながら標的部位に超音波を集中して照射する治療法。対象は本態性振戦。

VI. てんかんに対する外科的治療
てんかんは、大脳の神経細胞群に突然起こる一過性の同期した過剰な電気的活動が反復する－ 98（772）－

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慢性の脳疾患で、その発作症状、病因、予後は○ 軟膜下皮質多切術多彩です。薬剤治療抵抗性てんかんに対する○ 迷走神経刺激

外科的適応症例の選択は、病歴、発作型、脳波、○ 脳深部刺激

画像などを総合的に用いて、てんかんの解剖

1、小脳電気刺激法

学的基盤と病因を明らかにしなければなりま

2、視床電気刺激療法

せん。

3、視床下核電気刺激療法

2017現在、手術で治療可能なてんかんは、内側型
側頭葉てんかん、限局性病変を伴う大脳皮質て参考文献

んかん、乳幼児の難治てんかん、脱力発作を主1. 脳神経外科学大系 10 定位・機能神経外科 . 2005 年；

1）症状とする症候性てんかんとなります 。以下の手術法があります。

中山書店
2. Morgante.F et al. Motor cortex plasticity in Parkinson’s disease and levodopa-induced dyskinesias. Brain 2006;
129: 1059-1069

側頭葉切除術（temporal lobectomy）

3. Shirota Y et al. Supplementary motor area stimulation

Penfield（1950）により手術法が発表されました。
その後、改良が加えられ以下の 3 つの手術法へ発展しました。

for Parkinson disease: a randomized controlled study.
Neurology 2013; 80: 1400-1405
4. 高橋淳、IPS 細胞を用いたパーキンソン病治療に向けて . 脳神経外科ジャーナル 2016; 25: 489-4961）前部側頭葉切除術

5. Ramos-Murguialdy,A et al. Brain-machine interface in（anterior temporal lobectomy）,chronic stroke rehabilitation:A controlled study. AnnNeurol 2013: 74: 100-1082）選択的扁桃体海馬切除術
（selective amygdalo-hippocampectomy）,3）前内側側頭葉切除術

6. 長谷川良平、ニューロサイエンスからニューロテクノ
ロジーへ - ニューロコミュニケーターを用いた脳情報の解読と活用 -. 脳神経外科ジャーナル 2016; 25: 497-

（anteromedial temporal lobectomy）.

503
7. Deisseroth K, et al. Next-generation optical technologies
for illuminating genetically targeted brain circuits. Jその他の手術法

Neurosci. 2006; 26（41）:10380-386○ 皮質焦点切除術○ 脳梁離断術、機能的半球切除術

原 稿 募 集プライマリ・ケアコーナー（2,500字程度）

当コーナーでは病診連携、診診連携等に資するため、発熱、下痢、嘔吐の症状等、ミニレクチャー的な内容で他科の先生方にも分かり易い原稿をご執筆いただいております。
奮ってご投稿下さい。

随筆コーナー（2,500字程度）
随時、募集いたします。日常診療のエピソード、青春の思い出、一枚の写真、趣味などのほか、紀行文、特技、書評など、お気軽に御寄稿下さい。
なお、スポーツ同好会や趣味の会（集い）などの自己紹介や、活動状況報告など、歓迎いたします。

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