Infrared Laser Treatment of TBI, PTSD, and Depression: An Expert Perspective

セオドア・ヘンダーソン、MD、PhD

赤外線治療といえば、そこにたどり着くことがすべてである。赤外線は、脳に到達するためには、その上にあるすべての組織を透過させることができなければならない。

 

過去20年の間に、600から1000nmの範囲の赤外線光の有益な効果についての研究の大規模なデータが蓄積されている。それは、新しいシナプスが形成され、回路が再成長し、多能性幹細胞がニューロンに分化するという結果であった。

動物実験では、赤外線光生物調節（PBM）が脳損傷や脳卒中の大きさや重症度を軽減し、うつ病、心的外傷後ストレス障害（PTSD)パーキンソン病、アルツハイマー病の損傷や生理症状を軽減する可能性があることが示されている1,3-6。この分野のリーダーであるボストンのマサチューセッツ総合病院のウェルマン光医学センターのマイケル・ハンブリン博士は、PBMを「傷ついたり、退化したり、死の危険にさらされている組織を刺激し、治癒し、再生し、保護するための赤色または近赤外光の使用」と説明している1。

一般的に医学では、脳を指すときには「ヒーリング」という言葉を敬遠し、「再生」というとフランケンシュタインを思い出すような漠然としたイメージがある。それにもかかわらず、脳の損傷や病気のマウスモデルでの初期の発見は、商業の世界では別の種類の怪物を生み出した。インターネットは今、外傷性脳損傷(外傷性脳損傷)や他の脳障害の治療のための赤外線LEDヘルメットやパッドを提供する会社が、多くの場合、脳の「ヒーリング」についての誇張された主張に基づいて拡散されている。30ドル未満で作ることができるデバイスは何千ドルもの法外な価格よって蓄財されている。その結果、一般の人々は誤解し、赤外線の潜在的な科学的利益が汚されている。

事実とフィクションを切り離す時が来た。そう、赤外線はここで説明した細胞イベントを誘発し、マウスモデルで脳卒中損傷や外傷性脳損傷のサイズを縮小し、神経毒からニューロンを保護することができる。しかし,0.5WのLEDで人間を治療するのとマウスを治療するのは同じことなのだろうか？確かにそうではない。赤外線光治療に関しては、部位へと到達することがすべての核心である：赤外線光が脳に到達するためには、その上にあるすべての組織を透過することができなければならない。

赤外線ライトは脳に到達することができるか？

0.5WのLEDは脳に到達するために人間の頭皮や頭蓋骨を貫通することができるか？私の同僚であるラリー・モリーズ（DC）と私は、これらのLEDは人間の皮膚の2mmにも浸透しないことを示した。対照的に、私たちのレーザー装置は、10から15Wの範囲で赤外光を放出し、効果的に人間の組織を貫通することができた。我々は、私たちの10 Wの赤外線レーザーエネルギーの33%が人間の皮膚の2 mmを貫通し、脳に私たちのデバイスから3 cmのエネルギーの1.2%から2.4%から配信されていることがわかった。これらのデータは、Juanita Anders博士および保健科学の制服サービス大学の同僚による研究で再現された7

人間の頭皮と頭蓋骨には大きな障壁がある。赤外線光エネルギーは、ミトコンドリアや他の細胞のイベントを活性化するためにターゲット組織で0.9から15 J / cm 2の範囲内にある必要がある2-3,8-9 0.5-WのLEDが唯一の脳の表面に到達するために頭蓋骨を貫通しなければならなかった場合でも、それだけで0.0064 J / cm 2,またはPBM.10を誘導するために必要な最小エネルギーの1 / 140分の1を提供することができないエネルギーは、脳卒中、パーキンソン病、アルツハイマー病、または多くの脳損傷を治療するために必要な脳の深さに到達することが期待されていないだろう。光源からの入射光の40%以上がマウスの頭蓋骨を貫通する可能性があるが、わずか4.2%が人間の頭蓋骨を貫通している。

LED デバイスが直面している根深い問題がある：人間の髪の毛は赤外線光をブロックする。11 0.5W の LED からのエネルギーの 98% が髪の毛に吸収され、80% から 90% が皮膚 2mm に吸収され、入射エネルギーの 96% が頭蓋骨で減衰するとすると、LED ベースのデバイスの神経生理学的な利点の主張は非常に疑わしいものとなる。

LEDベースのデバイスを販売している企業が広めているもう一つの誤解は、複数のLEDは、それぞれのLEDが独自の経路で光を投影しているにもかかわらず、何らかの形で光の浸透を増加させるということである。例えば,0.5W の LED を 100 個使用しても、脳に 50W の光を照射するのではなく、100 個のスポットに 0.5W の光を照射する。

入射された赤外線のうち、人間の頭皮や頭蓋骨を通過するのはわずかな割合（1%未満）であることを考えると、LEDの人体実験の結果には疑問を抱かざるを得ない。12 対照的に、私たちのプロトコルは、外傷性脳損傷、PTSD、うつ病の患者に持続的で頑健な臨床変化をもたらす。

赤外光による外傷性脳損傷、PTSD、うつ病の治療

当社の特許取得済みのマルチワット・ニューロ・ルーミナンスのアプローチには経頭蓋赤外線レーザー治療（NILT）が含まれており 2015年には軽度から中等度の外傷性脳損傷患者10人を対象とした最初のオープンラベル試験を発表した13。治療後6ヶ月ごとの電話インタビューでは、患者は持続的な改善を報告している。

図1：マルチワットNILT後の症状の臨床的改善。赤色のバーは治療前に症状があった患者の割合、緑色のバーは治療後に症状があった患者の割合

図2. 高速道路でトラックから転落した後の外傷性脳損傷患者における治療前と治療後のSPECTスキャン

緑、水色、紺色の灌流（機能）低下領域はマルチワットNILT後の改善を示している。グレーの部分が標準データベース（Segami社）との比較によるカラースケールで、標準データベースの平均脳血流量の2標準偏差（SD）以内。緑は平均値より2～3SD下、水色は平均値より3～4SD下、紺色は平均値より4～5SD下、赤は平均値より2～3SD上。
マルチワット・ニューロ・ルミナンスの非盲検臨床試験（n=39）では、うつ病に対する有効性が実証された4。患者さんは4回の治療で効果が現れ、中には8回の治療で抑うつ症状が消失した患者さんもった。フォローアップの電話インタビューでは、患者は持続的な改善を報告している。同様に、我々の未発表データでは、20回の治療を24分ずつ9週間かけて行ったところ、20人のPTSD患者にマルチワットNILTを投与したところ、多動性亢進、不安、睡眠障害、悪夢の減少が見られた。

LED光生物調節の比較

Naeser氏ら15は、外傷性脳損傷患者2人に対して、3つの別々のLEDクラスターヘッド（2ヘッド;1フット）を毎日約1時間照射して治療を行った。最初の患者は、外傷性脳損傷後7年目の患者で、痙攣後の症状が顕著であったが、7ヶ月間にわたって毎週治療を受け、その後6年以上にわたって自宅で毎日治療を受けた。この患者は一過性の効果を経験し、治療を中止すると2週間以内に症状が回復した15。この患者もまた、治療を1週間以上中止した場合に症状が再発したことを指摘している15。

オープンラベル試験16では、外傷性脳損傷と持続的な認知機能障害を有する11人の患者が、6週間にわたって各20分ずつ18回の治療を受けた。追跡調査では、注意力、抑制力、言語学習と記憶、長時間の自由想起に有意な効果が認められた16。

外傷性脳損傷患者12人に0.5WのLEDを6週間かけて18回、各20分ずつ220回照射したところ、心理テストの結果に有意な改善がみられた（P=.45）17。しかしながら、この研究では多重比較の補正は行われておらず、代わりに平行対のt検定を用いているため、所見が誇張されている可能性がある18。

Cassanoら21は、4人のうつ病患者を対象とした5-Wレーザー治療について報告している。彼らの初期所見を拡張した二重盲検、シャムコントロール試験では、治療群の被験者は8週間かけてそれぞれ30分ずつ16回の治療を受けた22 。対照的に、13Wレーザーのオープンラベル試験では、平均ハミルトンD-17スコアはベースラインから減少した（平均スコア、21.48±5.24→6.0±5.12;P =6.45×10-13）23。

表　外傷性脳損傷、PTSD、うつ病に対する赤外線治療の症例シリーズ、非盲検、二重盲検試験

状態	モダリティ	治療	永続性	P値	参照
TBI	LED	7ヶ月間の毎日1時間の治療	なし：治療停止後に症状が再発	ケースシリーズ	15
TBI	LED	6週間の毎日1時間の治療	なし：治療停止後に症状が再発	ケースシリーズ	16
TBI	LED	6週間で18回の治療、各20分	報告されていない	P = .045、複数のメジャーに対して修正されていません	17
TBI	13Wレーザー	9週間の間に20回の治療、それぞれ20分	少なくとも7年間持続する	ケースシリーズ	13
PTSD	LED	6週間で18〜20回の治療、各110分	無し	提供されていない	Naeser、未公開データ
PTSD	13-Wレーザー	9週間の間に20回の治療、それぞれ20分	持続的	予備分析、P = .0000067	ヘンダーソンとモリーズ、未発表のデータ
うつ病	5Wレーザー	8週間の間に16回の治療、それぞれ30分	無し	P = .031	22
うつ病	13-Wレーザー	9週間の間に20回の治療、それぞれ20分	少なくとも5年間持続する	P = 6.45× 10-13	23

 

研究者は、ヒトのPBM分野とともに、LEDベースのデバイスから得られるわずかな改善の根底にある潜在的なメカニズムを再考する必要がある。LEDデバイスからの光は皮膚を超えては浸透しないかもしれないが、照射された皮膚に遠隔的または全身的な効果を介して中枢神経系の利益を誘発する可能性があり、遠隔光生物調節と呼ばれている24。

赤外線照射は、照射されていない組織に遠隔的または間接的な影響を及ぼすことがある。24 赤外線照射は、照射していない組織にも遠隔的または間接的な効果を与える可能性がある。例えば、Bravermanら25は、ウサギの左右の背板に一致する皮膚病変を作成し、片側を赤外線で処理することで、この間接的な効果を実証した。両方の病変は、非照射の対照と比較して治癒の促進が見られた。Rochkindら26は、遠隔PBMが末梢神経系と中枢神経系で起こりうることを示した。両側坐骨神経破砕後、片側は赤外線を照射し、もう片側は照射しなかった。両側の神経は機能回復が促進され、前角運動ニューロンの数は非照射対照と比較して両側で多かった。

Ganeshanら27は、神経毒（MPTP）を注射する前にラットの背側と後肢に赤外線（670nm）を照射し、皮膚に間接的にPBMを照射したげっ歯類では、未照射の対照と比較してドーパミン作動性ニューロンの損失が減少したことを示した。低出力LEDは脳に浸透しないという圧倒的な証拠を考えると、LEDベースのデバイスの利点は、赤外線エネルギーのほとんど（すべてではないにしても）が吸収される皮膚によって媒介される効果に起因している可能性が高い。言い換えれば、LEDベースのデバイスは、リモートPBMによって機能している可能性がある。

結論

赤外線治療の可能性についての興奮は、単に薬を飲まないということだけではない。外傷性脳損傷、認知症、パーキンソン病などの疾患を治療するための可能性については、かなりの熱意がある。このような興奮の中で、私たちは光の持つ独特の物理的限界を見落としてはいけない。同様に、赤外線に魔法の力を吹き込んではいけない。赤外線光は、それがターゲット組織に到達した場合にのみ機能することができる。

したがって、最小限の結果を提供し、脳に到達しないかもしれないLEDベースの治療技術と、実証的に脳に到達し、永続的な臨床上の利益を提供するマルチワット技術の間に大きな隔たりを描くことができる。赤外線光は、多くの神経精神疾患に有効であることが証明される可能性がある。しかし、赤外線が脳に効果を発揮するためには、赤外線が脳に届かなければならない。