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大学院生の研究結果がNeuroreport誌に掲載されました!

2016年8月15日(月)

安定している外部対象物(例:壁など)に軽く触れると、立位姿勢が安定化する「ライトタッチ効果」と呼ばれる現象があります。

畿央大学大学院健康科学研究科(理学療法学科4期生)の石垣智也らは、経頭蓋直流電気刺激(transcranial Direct Current Stimulation:tDCS)を用いて左後部頭頂皮質の神経活動を抑制すると、右示指の接触により得られていたライトタッチ効果が減弱することを明らかとしました。これは、接触による立位姿勢の安定化を脳活動の側面から説明する基礎的知見になるものと期待されます。

この研究成果は、Neuroreport誌(Cathodal transcranial direct current stimulation of the posterior parietal cortex reduces steady-state postural stability during the effect of light touch)に掲載されています。

 

 

研究概要

不安定な環境下(暗所,狭い床面,高所など)において、軽く壁や手すりに軽く触れるだけで立位姿勢が安定化することは日常生活でも経験されます。このように、力学的作用に依らない程度の力の接触によって、立位姿勢の安定化が得られることをライトタッチ効果といいます。ライトタッチ効果は、リハビリテーションの場面においても杖の使用や手すりへの軽い接触、または、理学療法士が軽い身体的接触により患者の動作介助を行う際などにも用いられます。このライトタッチ効果は、感覚入力から自動的に生じる受動的な要素と、接触点に対して意識的に定位する能動的な要素によって構成されると考えられており、本研究では後者の能動的なものに焦点を当てて行われています。

石垣らは先行研究で能動的なライトタッチ効果に関係する脳活動についての検討を行っており、左感覚運動皮質領域と左後部頭頂皮質領域の脳活動が右示指の接触により得られるライトタッチ効果と関係することを報告しています。このようにライトタッチ効果と関係する脳活動は示されていますが、あくまでも関係性を示すものでありライトタッチ効果を得るために必要な脳活動、つまり因果関係は明らかになっていませんでした。そこで研究グループは、経頭蓋直流電気刺激(transcranial Direct Current Stimulation:以下,tDCS)という脳活動を修飾することできるニューロモデュレーション技術を用いて、左感覚運動皮質と左後部頭頂皮質の脳活動を一時的に抑制させた際のライトタッチ効果について検討を行いました。その結果、左感覚運動皮質に対する抑制刺激ではライトタッチ効果に影響を及ぼさないものの、左後部頭頂皮質に対する抑制刺激ではライトタッチ効果の一部(側方への安定化効果)が減弱化することが示されました。

 

本研究のポイント

tDCSによるニューロモデュレーション技術によって、ライトタッチ効果に直接的に関係する大脳皮質領域を明らかにした。

 

研究内容

右示指の接触により得られる能動的なライトタッチ効果は ①左感覚運動皮質領域 ②左後部頭頂皮質領域 の脳活動と関係することが先行研究で示されています。本研究ではtDCSを用いて、これら大脳皮質領域の神経活動を一時的に抑制する手続きを加えることで示される姿勢動揺への影響を検討しました。実験では、左感覚運動皮質を刺激する群と左後部頭頂皮質を刺激する群の二群を設定し、それぞれプラセボ刺激(脳活動に影響を及ぼさない刺激)と抑制刺激を加え、その前後の安静立位条件とライトタッチ条件における姿勢動揺を測定しました。その結果、プラセボ刺激と左感覚運動皮質に対する抑制刺激ではライトタッチ効果(安静立位条件に対するライトタッチ条件の姿勢動揺減少率)に対して影響を及ぼさないものの、左後部頭頂皮質に対する抑制刺激ではライトタッチ効果の一部(左右軸における効果)が減弱することが示されました(図1)。

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図1:tDCSがライトタッチ効果に及ぼす影響

プラセボ刺激と左感覚運動皮質に対する抑制刺激ではライトタッチ効果に対して影響を及ぼさないものの、左後部頭頂皮質に対する抑制刺激では左右軸のライトタッチ効果が減弱することを示しています。

※左右軸・前後軸というのは、重心が動揺した方向を示しています。

※ライトタッチ効果(%)は負の値ほどその効果が大きいことを意味します。

 

 

この研究結果に対して研究グループは、接触に対する能動的注意に基づく姿勢定位のための高次感覚情報処理(感覚統合)が対側の後部頭頂皮質で行われており、tDCSによりこの神経活動を抑制させたためライトタッチ効果の一部が減弱したと考察しています。

 

本研究の臨床的意義および今後の展開

本研究成果は、ライトタッチ効果の神経メカニズムを説明する基礎的知見のひとつになるものと期待されます。本研究により、能動的なライトタッチ効果の一部に後部頭頂皮質が関与していることが明らかとなりましたが、受動的なライトタッチ効果の神経メカニズムについては未だ明らかになっておらず、この点に対する更なる研究が望まれます。

また、これまでの研究では物に対するライトタッチ効果に関する研究が数多く行われてきましたが、実際の臨床場面(動作介助など)に近い手続きである「対人ライトタッチ効果(ヒト対ヒトで接触を行う)」と呼ばれる方法に関しても近年研究が行われています。今後は、接触によって二者の姿勢制御が相互作用する場面に関する研究も望まれています。

 

関連する先行研究

Ishigaki T, Ueta K, Imai R, Morioka S. EEG frequency analysis of cortical brain activities induced by effect of light touch. Exp Brain Res 2016 234(6) 1429-1440.

論文情報

Ishigaki T, Imai R, Morioka S. Cathodal transcranial direct current stimulation of the posterior parietal cortex reduces steady-state postural stability during the effect of light touch. Neuroreport. 2016 Aug 5. [Epub ahead of print]

 

 

【問い合わせ先】

畿央大学大学院健康科学研究科

博士後期課程 石垣 智也(イシガキ トモヤ)

Tel: 0745-54-1601 Fax: 0745-54-1600 E-mail: p0611006@gmail.com

畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター

センター長 森岡周(モリオカ シュウ)

Tel: 0745-54-1601 Fax: 0745-54-1600 E-mail: s.morioka@kio.ac.jp

【所属カテゴリ】理学療法学科畿央の学びと研究畿桜会(卒業生)NEWS

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