- 著者
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米元 佑太
信迫 悟志
兒玉 隆之
森岡 周
- 出版者
- 公益社団法人 日本理学療法士協会
- 雑誌
- 理学療法学Supplement
- 巻号頁・発行日
- vol.2011, pp.Ab0428, 2012
【目的】 身体に対して加わる外乱の予測が行われている際に,外乱後の姿勢を安定させるためにそれに先行する筋活動が生じる.これを予測的姿勢制御(Anticipatory postural adjustments:APAs)と呼び,APAs時における筋活動や重心動揺の変化についてはこれまで明らかにされている.誘発電位を用いたJacobsらの研究(2008)によると,外乱前の皮質活動がAPAsには必要であることが示されている.一方,機能的近赤外分光法を用いた研究(Mihara et al 2008)では,前頭前野,補足運動野(SMA),右後頭頂葉がAPAsに関与していると示された.しかし,これらの機器では外乱に対する脳活動の時間関係と活動部位を同時に同定することは難しい.そこで本研究は,この問題を解決できる多チャンネル脳波計を用い,身体外から加わる外乱の予測の有無が脳活動に与える影響について検討することを目的とした.【方法】 対象者は同意を得た右利き健常大学生男女10名(21.1±1.8歳).身体への外乱は,先端に1.34kgの重りを付加した振り子によって肩の高さまで挙上した手掌面に加えた(Santos et al 2010).開眼で外乱を加えた場合を視覚的予測あり条件,閉眼で外乱を加えた場合を視覚的予測なし条件とし,両条件で外乱を100回加えた.またコントロール条件として開眼,閉眼それぞれの立位も2分間設定した.高機能デジタル脳波計ActiveTwoシステム(BioSemi社製)を用い課題中の脳活動を計測した.データ処理にはEMSE Suite プログラム(Source Signal Imaging)を使用し,0.1Hz-100Hzの帯域パスフィルターをかけ,瞬目によるアーチファクトを除去した.身体に外乱が加わった時点をトリガーとし,視覚的予測あり条件,視覚的予測なし条件それぞれに対し外乱前800msの範囲で加算平均を行った.その後sLORETA解析を用い,視覚的予測あり条件と開眼立位、視覚的予測なし条件と閉眼立位の脳活動の差を統計処理した.有意水準は5%未満とした.また,今回用いた外乱方法を採用している先行研究(Santos et al 2010)において,APAsによる最初の筋活動が外乱の220ms前であったことから,視覚的予測あり条件ではこの区間より以前にAPAsに関連する皮質活動があると考え解析を行った.これに加えてmicrostate segmentationとGlobal Field Powerを用いて解析区間を決定した.【説明と同意】 課題施行前に研究内容について対象者が十分に理解するまで口頭で説明し,同意を得た.【結果】 視覚的予測あり条件では,外乱前700msec~300msecの区間に持続的な背外側前頭前野(DLPFC),右後頭頂葉,眼窩前頭皮質,前帯状回の有意な活動を認めた(p<0.01)。また,これらの区間では持続的ではないものの運動前野(PMC),一次体性感覚野,前頭眼野にも有意な活動を認めた(p<0.01).一方,視覚的予測なし条件では解析を行った全ての区間でSMA,前帯状回,一次運動野(M1)に有意な活動が認められた(p<0.01)。【考察】 視覚的予測あり条件において持続的なDLPFCの活動が認められたことは、DLPFCが注意の分配に働くこと,そしてその能力が姿勢制御に関わることが関係していると考えられる。一方,右後頭頂葉は感覚野と視覚野からの情報を統合し,自己の身体図式の生成に関与することや,視空間的注意の配分や持続に関わることが知られており,今回の活動もこれらが反映している可能性が示唆された.また,PMCは外発的な運動プログラミングに関わっており,視覚座標系での認知後,自己の身体図式を用い,運動プログラムの修正に関与したと考えられる.さらに前帯状回は課題の遂行機能制御とその注意の制御に関与し,眼窩前頭皮質は多様な入力情報と出力情報を統合する高次機能を担うことから,これら両者の関わりによって,予測的姿勢制御における注意や行動の制御に働いたと考える.一方,視覚的予測なし条件で活動したSMAは先行研究においてAPAsに重要であると述べられているが,SMAは内発的な運動プログラミングを行う領域でもある.先のPMCとの働きの違いは外乱の提示方法の変化によって生じたと考えられる.視覚的予測なし条件においても研究の性質上外乱が加わることは予測されていたため,記憶を用いて内発的に運動をプログラミングし,運動準備していたことが想定される.M1の活動増加はこの運動準備のための活動であると推察される。これらの結果からAPAsは予期的な反応だけでなく,状況に応じた注意の持続や配分,感覚情報の統合,運動プログラムの修正といった皮質機能が必要であると考えられた.【理学療法学研究としての意義】 セラピストはAPAsの異常に対し,治療的介入によって正常な活動を引き出そうとしている.本結果はAPAsには皮質機能が関与していることを明らかにしたものであり,これら領域を効果的に活性化させることが姿勢制御を向上させる手続きになることを示唆した.