静止立位中の重心動揺の随意的および自動的制御の効果

PRESS RELEASE 2015.1.6

立位時のバランスの安定（姿勢動揺の減少）は，日常生活の大部分を立位で過ごすヒトのリハビリテーションにおいて重要です．近年，立位中の姿勢動揺に意識を向け，随意的に動揺を制御する時（随意的制御）に立位中の動揺が減少することが報告されています．一方，立位中に計算などの認知課題を行い，姿勢動揺から意識を逸らした時（自動的制御）も動揺が減少することが報告されています．
今回は，随意的制御と自動的制御のどちらの方が動揺の幅を減少させるのか，また姿勢制御戦略に違いがあるのかについて調査しました．

本研究では，随意的制御条件，自動的制御条件，コントロール条件の3条件の静止立位課題を実施してもらい，重心動揺計で測定した足圧中心(center of pressure; COP)動揺を3条件間で比較しました．

立位条件は両足を閉じ，目は開けた状態で実施しました．

随意的制御条件は，「自分の体の動揺に集中して，可能な限り動揺しないようにして下さい」と指示しました．

自動的制御条件は，数字7個を覚えながら立位保持をしてもらいました．

コントロール条件は，「リラックスして立っておいて下さい」と指示しました．

この3条件中のCOP動揺の前後左右の動揺の振幅，速度，平均パワー周波数，各周波数帯のパワー密度を比較しました．

図1は，1名の方の3課題中のCOP動揺です．随意的制御条件と自動的制御条件で動揺の幅が小さくなっていることが分かると思います．

図１．3条件中のCOP動揺

実際に，被験者23名の結果を平均したものが図2〜4です．

図2は，前後，左右方向のCOPの動揺の振幅(root mean square; RMS)の結果です．随意的制御条件，自動的制御条件ともにコントロール条件より前後，左右の動揺の振幅が減少する結果となりました．このことは，過去の報告通り，随意的制御も自動的制御も姿勢動揺を減少させることを示しています．また，本研究結果は，前後方向のみですが，随意的制御より自動的制御の方が動揺の振幅を減少させる効果が大きいことを示しました．

図２．前後，左右方向のRMSの結果

動揺の振幅の減少は随意的，自動的制御ともに似通っていましたが，図3で示している動揺速度や平均パワー周波数は異なっていました．

動揺速度の結果からは，自動的制御条件はコントロール条件と差がありませんが，随意的制御条件は他の2条件と比べてかなり速く動揺していることが分かりました．また，平均パワー周波数の結果からは，随意的制御は頻回な姿勢調節を行っていることが分かりました．

図３．前後，左右方向の動揺速度と平均パワー周波数

姿勢制御に関与する視覚，体性感覚，前庭感覚の関与の程度を表すとされている各周波数帯域のパワー密度の結果(図4)は，低，中，高周波帯域ともに随意的制御と自動的制御に差がありました．これはこの2つの制御では各感覚の関与が異なる可能性を示しています．

図4．前後，左右方向の各周波数帯域のパワー密度

本研究の臨床的意義

立位バランスを安定させることは，バランスが不安定な脳疾患患者さんのリハビリテーションにおいて重要な課題です．動揺が大きい患者さんは，意識的に動揺を減少させようとしてしまうことが多いですが，本研究結果からは，自動的制御条件のような条件設定で立位練習を行うことにより，特に意識的に動揺を制御しようとしなくても姿勢動揺の減少を促せることを示唆しています．また，自動的制御は姿勢調節の頻度や感覚入力への依存を高めなくても姿勢動揺を減少させることが可能であることを示しており，より自動的な姿勢制御戦略へ近づけることが可能であると考えられます．

論文情報

Ueta K, Okada Y, Nakano H, Osumi M, Morioka S. Effects of Voluntary and Automatic Control of Center of Pressure Sway During Quiet Standing. J Mot Behav. 2014 Nov 25:1-9.

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　植田耕造（ウエタ　コウゾウ）

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畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター
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PRESS RELEASE 2014.10.22

近年，視覚的な身体像の大きさを操作して痛みの軽減を図ろうとするリハビリテーションが少しずつ報告されてきています．しかしながら，そのようなリハビリテーション手法は痛みを増悪させることもあります．今回は，身体の大きさを視覚的に拡大視させた時の「不快感」が，痛みの増悪と関連があるのかどうかを調べました．また，拡大視された手を不快に感じやすい者はどのような特性があるのかを調べました．

上記の目的を達成するためには，まず「自分の手が大きくなった」という体験（錯覚）をする必要があります．そのための実験道具として，日常でも拡大鏡として使用される凹鏡を利用しました．写真（図１）のように左手を鏡の後ろに隠して，右手を鏡の前に置くことで，被験者にはあたかも「左手が大きくなった」ような錯覚が生じます．

図１．拡大視ミラーによる錯覚

この錯覚体験をしている時に，隠れている左手で疼痛閾値（痛みの感受性）を測定しました．さらに，拡大された自分の身体についての不快感をアンケート形式で回答してもらいました．

実験では様々な被験者の反応がありました．拡大した手に対して「浮腫んでいる気がする」，「腫れている気がする」，「強くなった気がする」，「左右非対称で気持ち悪い」，「別に何も感じない」などの声がありました．

また，拡大視ミラー条件で痛みが増悪する者とそうでない者がいました．つまり，拡大視ミラーによる痛みの変化には個人によってバラつきがありました．そこで，それらを２つグループに分け，拡大視ミラーによって痛みが増悪したグループを分析することとしました．その結果，拡大視ミラー条件で痛みが増悪したグループ（緑色）は拡大視された手に対して不快に感じていることが明らかになりました．

図２．拡大視ミラ－で痛みの増悪したグループの不快感

さらに，本研究では拡大視した手を不快に感じやすい者の特徴を調べました．その結果，「身体の形態に対する意識（Body Shape Questionnaire）」「身体に対する態度（Body Attitude Questionnaire）」がネガティブな者は，拡大視した手を不快に感じやすい特性があることが明らかになりました．「自分の体型を恥ずかしいと感じる」，「私の体はダメになってしまった気がする」，「写真をとられると太っていると感じる」という質問項目でネガティブな者は，拡大視した手を不快に感じやすいという傾向がありました．

図３．拡大視ミラー条件での不快感と個人特性

本研究の臨床的意義

近年では，ヴァーチャルリアリティシステムなどを利用して，身体像を視覚的に操作する痛みのリハビリテーションが報告されてきています．この研究では，そのようなリハビリテーションに対して，視覚的に身体像を操作する際には対象者の情動反応や性格特性を見定めながら介入をしていく必要性を示唆したものです．

論文情報

Osumi M, Imai R, Ueta K, Nakano H, Nobusako S, Morioka S. Factors associated with the modulation of pain by visual distortion of body size. Front Hum Neurosci. 2014 Mar 20;8:137. doi: 10.3389/fnhum.2014.00137.

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PRESS RELEASE 2014.09.24

膝痛を改善するために人工膝関節置換術という手術が行われます．この術後痛に関わる要因を検討した結果，自己身体の認識能力が低下した症状（neglect-like symptoms）と痛みへの過度の不安感（pain catastrophizing）が術後痛に関与していることが明らかになりました．このことからneglect-like symptoms に対するアプローチ方法の確立とともに，患者の不安を軽減させる患者教育が重要と考えられました．

近年，痛みは図１に示すような3つの側面が関わるとされています．特に近年は情動的側面と痛みとの関連が注目されています．そこで本研究ではこの概念を基に，人工膝関節置換術 (Total Knee Arthroplasty; TKA) の術後痛に，情動的・認知的要因がどのように関与するのかを検討しました．

図１．痛みに関わる３つの側面

対象は９０名の人工膝関節置換術の患者さんを対象としました．方法は，機能的要因として感覚機能（関節位置覚、2点識別覚）と運動機能（関節可動域、筋力），情動的要因として痛みの破局的思考（pain catastrophizing scale；反芻・拡大視・無力感の下位項目に分類）と不安感（state-trait anxiety inventory）を，認知的要因としてneglect-like symptoms（NLS）を評価しました．また術後痛の程度はvisual analog scale（VAS）を用いて評価しました．

ちなみにNLSとは患肢の認識が低下する，身体性の問題であると考えられています．NLSはさらにmotor neglect（患肢の運動に過剰な注意を要する状態）とcognitive neglect（患肢そのものの認識能力の低下した状態）に分類されます．NLSの評価表を図2に示します．NLSはこれまで主に慢性疼痛患者が有する症状として多くの報告があり，痛みの増悪因子とされていますが，術後の急性痛への関与に関しては検討されていませんでした．

図２．neglect-like symptoms の評価方法

①痛い所は意識しなければ動かないですか．
②痛いところは自分の身体の一部ではないような気がしますか．
③痛い部位を思い通りに動かすためには，全神経を集中させる必要がありますか．
④痛い所が勝手に動くことがありますか．
⑤痛い所は感覚がない気がしますか．
①③：motor neglect　　②⑤：cognitive neglect

術後痛を目的変数，その他の情動的要因と認知的要因を独立変数とした重回帰分析をおこなった結果，情動的要因であるpain catastrophizingの下位項目である反芻と，認知的要因のNLSのmotor neglectが術後痛に有意に関わることがわかりました（図3）．

図３．術後痛に関わる因子の結果

またNLSの強度に関与する因子を検討するため，NLSを目的変数，感覚機能と運動機能を従属変数とした重回帰分析をおこなった結果，関節位置覚と関節可動域がNLSに有意に関わることがわかりました．（図4）

図４．neglect-like symptomsに関わる因子の結果

本研究の臨床的意義

術後痛の早期軽減はどのような手術でも大切な目標です．今回検討した因子であるneglect-like symptomsは，慢性疼痛患者ではその痛みに関与していることが報告されていますが，今回術後の急性痛でも痛みの強度に影響することが明らかになりました．現在術後のリハビリテーションは関節可動域訓練や筋力訓練が中心にされていますが，患肢の認識能力の向上をはかるリハビリテーションアプローチが必要であると思われます．しかしまだまだ解明すべき点が多くあり，今後も研究を継続していきます．

またpain catastrophizing scaleの反芻も関与する因子として抽出されました．これは痛みに過剰に固執してしまう精神状態を示しています．不要な不安とその固執を生まないような，患者様に安心感を与えられるような方法論を講じる必要があります．そのために我々は患者教育を充実させる活動を行っています．

こうしたことから、術後のリハビリテーションを改善していきたいと思っています．

論文情報

Yoshiyuki Hirakawa, Michiya Hara, Akira Fujiwara, Hirofumi Hanada, Shu Morioka. Influence of psychological factors and neglect-like symptoms on postoperative pain after total knee arthroplasty. Pain Res Manag. 2014 Aug 6. pii: 16344.

問い合わせ先

福岡リハビリテーション病院　リハビリテーション部

平川　善之　（ヒラカワ　ヨシユキ）

Tel; 092-812-1555 FAX; 092-811-0330

E-mail; yutsuki0903@yahoo.co.jp

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PRESS RELEASE 2014.09.16

近年，うつ病（気分障害）がわが国において社会的損失の大きな疾患第1位に位置づけられており，こころの病気は私たちにとって身近な問題となってきています．
このような状況の中，運動を行うことがうつ病に効果があるという数多くの報告があります．しかし，なぜ効果があるのかといったメカニズムは明らかとなっていません．今回は，そのメカニズムを明らかにするためにセロトニンという神経伝達物質に着目して検証を行いました．

本研究では，運動することで気分が良くなるメカニズムを明らかにするため，運動するグループ（運動群）と運動しないグループ（コントロール群）に分け，気分のアンケート，尿中のセロトニン，脳波を測定し，運動することによるそれらの変化を確認しました．
※セロトニンは，ドパミンやノルアドレナリンといった他の神経伝達物質の調整を行うことで，気分や感情のコントロールを行っていることが知られています．セロトニンが枯渇することでうつ病をはじめとする気分障害やその他の精神疾患が発症しやすくなることが知られています．

運動群は30分間ペダリング運動（自転車こぎ）を実施し，その間コントロール群は安静に過ごしました．被験者は運動習慣のある20歳代の男女としました．

図１は運動群の運動前と運動後のアンケート結果です．運動前と比べて，運動後では不安が軽減し，活気が向上したことが分かります．一方，このような変化はコントロール群には起こりませんでした．

図１．気分のアンケート

尿中のセロトニン量は，運動前は運動群，コントロール群とも大きな差が無い状態でしたが，60分後には有意に運動群の方がコントロール群と比べて尿中セロトニン量が多い状態でした（図２）．

図２．尿中セロトニン

脳波は，運動群において運動前と比べて運動後に前帯状回という脳部位（図3の青色部分）の活動が有意に低下していました．一方，コントロール群でそのような変化は見られませんでした．

※前帯状回は情動反応を調節する働きがあり，うつ病の責任領域ということが知られています．また，痛みにも関連があると言われています．

図３．脳波

また，尿中セロトニン量の変化率と，脳波による前帯状回の活動量の変化率の関係は強い負の相関を認めました．つまり，セロトニン生成量が増えるほど前帯状回の活動量が軽減するということが示唆されました．

図4．セロトニンと前帯状回の関係

本研究の臨床的意義

今回の結果から，運動することで気分が良くなるメカニズムとして，セロトニンの働きが重要ではないかと考えられます．さらに，脳梗塞や脳出血などの脳血管疾患や整形疾患により，今まで通り運動できなくなった方々に対するリハビリテーションを行う上で，単純に身体として運動できないだけでなく，脳機能・精神に及ぼす影響を踏まえて関わっていく必要があると考えられます．
一方，今回は運動習慣がある若い方を対象としているため，今後は年齢や運動習慣などの要因の影響についても調べる必要があり，検討していきたいと考えています．

論文情報

Satoko Ohmatsu, Hideki Nakano, Takanori Tominaga, Yuzo Terakawa, Takaho Murata, Shu Morioka. Activation of the serotonergic system by pedaling exercise changes anterior cingulate cortex activity and improves negative emotion. Behav Brain Res. 2014 Aug 15;270:112-7. doi: 10.1016/j.bbr.2014.04.017. Epub 2014 May 6.

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畿央大学大学院健康科学研究科神経リハビリテーション研究室
博士後期課程　大松聡子　（オオマツ　サトコ）

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PRESS RELEASE 2014.09.12

痛みは、様々な感覚により影響を受けます．例えば身体の大きさや色などの見た目を変化させると，痛みを軽減あるいは増幅する現象も報告されています．このような不思議な現象はもちろん個人によって差がありますが、この個人差が「何によって生じるのか」はこれまで明らかになっていませんでした．
本研究では個人差が生じる要因の一つとして身体の見た目を操作した時に生じる「不快感」に着目し，それをユニークな手法を用いて検証しました．

本研究では，身体の見た目を操作して「不快感」を引き起こせば、痛みが変化するのではないかと考えました．そしてその「不快感」を与えるために３つの特殊なダミーハンド（図１）を作成し，「この手は自分の手である」という錯覚を生じさせて，痛みの閾値（痛みを感じる最低の刺激量）を測定しました．

図１．４種類のダミーハンド

ダミーハンドが「自分の手である」と錯覚させるために，ダミーハンドを机の上に置き，自分の手が直接見えないようにその横に置いて，ダミーハンドと自分の手を同時に筆でなでられ続けました．（図２）

図２．実験イメージ

ねじれたダミーハンドに関してはそれほど錯覚が生じませんでしたが，傷ついたダミーハンドと毛深いダミーハンドは通常のダミーハンドと同程度の錯覚が生じました．それと同時に「不快感」も引き起こすことに成功しました．痛みの閾値に関しては，傷ついたダミーハンドに錯覚をした時では明らかに痛み閾値が低い結果となりました．つまり，傷ついたダミーハンドに「自分の手である」という錯覚が生じることで不快感が惹起され，痛みを感じやすくなるということが明らかになりました．

図３．実験結果

本研究の臨床的意義

近年バーチャルリアリティなどを用いて身体の見た目を変化させる痛みのリハビリテーション（ペインリハビリテーション）が報告されてきています．しかしながら鎮痛効果が一定していないのが現状です．今回の実験結果は，一定した効果が得られにくい要因の１つに自分の身体への「不快感」が関わっていることを示唆するものです．視覚フィードバックを用いた痛みのリハビリテーションの適応や改良の必要性を示唆するものであると考えられます。

また「皮膚が傷ついている」という見た目が主観的な痛みを強くするという本研究の結果は美容的な視点からも意義があります．怪我をした箇所の皮膚の管理が不十分であるために過度な乾燥や軽微な傷が目立つケースがよく見られますが、皮膚の管理をしっかり行い，身体の見た目を綺麗にすることによって，痛みの軽減が図られる可能性を示唆しています．

そのため今後は，痛みを抱える患者さんに美容的な視点からのアプローチも検討していきたいと考えています．

論文情報

Michihiro Osumi, Ryota Imai, Kozo Ueta, Satoshi Nobusako, Shu Morioka. Negative Body Image Associated with Changes in the Visual Body Appearance Increases Pain Perception. PLoS ONE 9(9): e107376. doi:10.1371/journal.pone.0107376

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畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター
特任助教　大住　倫弘　（オオスミ　ミチヒロ）

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