2021.05.31

サーマルグリル錯覚経験は、脳卒中後や脊髄損傷後に生じる痛みの性質と似ている～畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター

温かいモノと冷たいモノを同時に触ると、本当は熱くないはずなのに、それを「熱い」とか「痛い」と経験することがあり、この経験は “サーマルグリル錯覚” と呼ばれています。畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター 大住倫弘 准教授、森岡 周 教授らは、東京大学医学部付属病院緩和ケア診療部 住谷昌彦 准教授らと共同で、サーマルグリル錯覚での「痛みの性質」を分析し、その痛みの性質が、脳卒中後や脊髄損傷後に生じる痛みの性質と似ていることを明らかにしました。この研究成果はScand J Pain誌（Pain quality of thermal grill illusion is similar to that of central neuropathic pain rather than peripheral neuropathic pain）に掲載されています。   研究概要 “サーマルグリル錯覚” とは、温かい棒と冷たい棒が交互に並べられているグリルに手を置くと、痛みをともなう灼熱感、ズキズキする痛み、しびれたような痛みが惹起される現象です（図１）。この現象は、脊髄－大脳皮質における中枢神経メカニズムによって生じると説明されていますが、実際に、そのような中枢神経が損傷した患者さんの痛みと類似しているのかは明らかにされていませんでした。 畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター 大住倫弘 准教授らは、まずは健常者137名を対象に、サーマルグリル錯覚によって生じる痛みの性質を分析し、その痛みの性質が、帯状疱疹後神経痛（PHN）、三叉神経痛（TN）、脊髄損傷後疼痛（SCI）、脳卒中後疼痛（Stroke）における痛みの性質と似ているのか／異なっているのかを調査しました。その結果、サーマルグリル錯覚における痛みの性質は、末梢神経メカニズムに起因するような帯状疱疹後神経痛（PHN）、三叉神経痛（TN）とは類似しておらず、中枢神経メカニズムに起因するような脊髄損傷後疼痛（SCI）、脳卒中後疼痛（Stroke）と類似していることが明らかになりました。この研究は、サーマルグリル錯覚が中枢神経メカニズムによって生じるという説を支持したことになります。       図１：サーマルグリル錯覚を誘発するための実験セット   本研究のポイント ■ 温かい棒と冷たい棒が交互に並べられているグリルの上に手を置くと痛みを感じる（サーマルグリル錯覚） ■ サーマルグリル錯覚における痛みの性質は、中枢神経システムに問題がある脊髄損傷後疼痛（SCI）、脳卒中後疼痛（Stroke）と類似している   研究内容 研究１：健常者137名を対象にして、サーマルグリル錯覚によって生じる痛みの性質を分析しました。 その結果、「焼けるような痛み」のほかにも、「ずきんずきん」、「うずくような」、「しびれるような」などの痛みがサーマルグリル錯覚によって経験されました。      図２：健常者がサーマルグリル錯覚で経験する痛みの種類   研究２：帯状疱疹後神経痛（PHN）131名、三叉神経痛（TN）83名、脊髄損傷後疼痛（SCI）42名、脳卒中後疼痛（Stroke）31名における痛みの性質が、研究１で抽出されたサーマルグリル錯覚によって生じる痛みの性質とどれだけ類似／相違しているのかをMultiple correspondence analysis (MCA) と cross tabulation analysisを組み合わせて分析しました。その結果、サーマルグリル錯覚に特異的な痛みの性質は、脊髄損傷後疼痛（SCI）、脳卒中後疼痛（Stroke）の性質と類似していることが明らかになりました（図３）。     図３：痛みの性質の類似性／相違性 Multiple correspondence analysis (MCA)   本研究の意義および今後の展開 サーマルグリル錯覚の痛みが、脊髄損傷後疼痛あるいは脳卒中後疼痛と類似していることが明らかになったことから、この実験的疼痛を利用して、脊髄損傷後疼痛あるいは脳卒中後疼痛の新規リハビリテーションを考案することが可能であると考えています。加えて、このような実験手続きによって、「脊髄損傷後疼痛・脳卒中後疼痛を有する方がどのような痛みを経験しているのか？」を健常者が疑似的に体験することができるため、リハビリテーション専門家と患者さんの痛みが共有されやすくなると考えています。   論文情報 Osumi M, Sumitani M, Nobusako S, Sato G, Morioka S. Pain quality of thermal grill illusion is similar to that of central neuropathic pain rather than peripheral neuropathic pain. Scand J Pain. 2021   問い合わせ先 畿央大学ニューロリハビリテーション研究センター 准教授　大住倫弘（オオスミ　ミチヒロ） Tel: 0745-54-1601 Fax: 0745-54-1600 E-mail: m.ohsumi@kio.ac.jp  

2021.05.06

【研究成果発表】姿勢バランスに重要な前庭脊髄路機能の評価の再現性、左右差および立位バランスとの関連性を調査～健康科学研究科

ヒトは多くの場合、姿勢バランスを非自覚的にコントロールしています。前庭脊髄路は非自覚的な姿勢のコントロールを行う上で重要な役割を果たす神経機構の一つです。前庭脊髄路の機能は、経皮的に前庭系を電気刺激することによってH波と言われる脊髄前角細胞の興奮性の変化の程度を計測することで評価されてきていました。しかし、この方法の再現性や左右差、姿勢バランスとの関連については明らかにされていませんでした。畿央大学大学院の中村潤二客員准教授(西大和リハビリテーション病院)、岡田洋平准教授らの研究チームは、ヒトにおける前庭脊髄路の機能評価の再現性や左右差、立位バランスとの関連性を明らかにする研究を行いました。この研究成果はNeuroscience Letters誌(Reliability and laterality of the soleus H-reflex following galvanic vestibular stimulation in healthy individuals)に掲載されています。   研究概要 前庭脊髄路は抗重力姿勢を保持する上での抗重力筋の制御に重要な役割を果たすと考えられています。ヒトにおいて非侵襲的に前庭脊髄路興奮性を評価する方法として、ヒラメ筋H反射を誘発する脛骨神経刺激の前に直流前庭電気刺激(galvanic vestibular stimulation (GVS)を条件刺激として与えることによるヒラメ筋Ｈ反射の促通率を評価するという神経生理学的方法があります。この方法は、耳後部に電極を貼付し直流電流で経皮的に前庭系を刺激し(GVS)、前庭神経、前庭脊髄路を介して、脊髄の抗重力筋の運動ニューロン群の興奮性の変化を評価していると考えられています。畿央大学大学院の中村潤二客員准教授(西大和リハビリテーション病院)、岡田洋平准教授らの研究チームは、本手法による計測を左右で行った後に、再度左右で計測しました。 その結果、1セッション目と2回目の計測におけるセッション間再現性は十分であり、いずれの計測でも前庭脊髄路興奮性に左右差がないことを示しました。また立位での重心動揺計の計測を行い、前庭感覚への依存度が高くなる条件における立位荷重偏移位置と前庭脊髄路興奮性が関連することを示しました。   本研究のポイント ■GVSとヒラメ筋H反射を併用した前庭脊髄路興奮性の計測の再現性は十分だった。 ■健常者の前庭脊髄路興奮性の左右差はほとんどみられなかった。 ■前庭感覚の依存度が高い立位では、前庭脊髄路興奮性が高い下肢の方へ荷重偏移する。   研究内容 15名の健常者が研究に参加し、 GVSを行うことによるヒラメ筋H反射の促通率について検証しました(図1, 2)。計測は無作為の順番で左右それぞれ計測し、休息の後に再度左右それぞれ、合計2セッションの計測を行いました。その結果、1セッション目と2セッション目の左右のGVSにおけるH反射促通の程度のセッション間再現性は十分であり、各セッション共に左右差はないことが示されました(表1)。 また、重心動揺計を用いて4条件(開眼位、閉眼位、ラバーマット上での開眼位、ラバーマット上での閉眼位)での立位姿勢を計測した結果、前庭感覚への依存度が高いラバーマット上での閉眼立位における足圧中心の内外側の偏移位置とヒラメ筋H反射促通率の左右比との間に正の相関関係があることが示されました(図3)。   図1. GVSによるH反射の変化の測定   図2. GVSの有無でのH反射の波形の変化   表1.GVSによるH反射の変化の計測結果   セッション間の左右の促通率の計測の再現性は十分であり、系統的誤差が生じなかったことを示しました。     図3. 1セッション目のヒラメ筋H反射促通率の左右比とラバーマット上での閉眼立位でのCOPの内外側偏移位置   中等度の正の相関がみられ、前庭感覚への依存度の高い立位における荷重偏移と前庭脊髄路興奮性の間には関連がある可能性を示しました。2セッション目のH反射促通率の左右比とは有意な相関なし(r = ―0.19, p=0.51)   本研究の意義および今後の展開 本研究成果は、GVSによるヒラメ筋H反射の促通率を評価するという前庭脊髄路興奮性の神経生理学的方法の臨床応用可能性を示唆するものであり、姿勢制御に異常のある方で特に左右差の顕著な症候を呈する方に適用する上で重要な知見であると考えられます。 今後は脳卒中やパーキンソン病、前庭疾患などの対象に前庭脊髄路興奮性の評価を行い、姿勢制御異常の病態と前庭脊髄路機能の関連性について検証し、介入可能性についても模索していきたいと考えています。   関連する論文 Okada Y, Shiozaki T, Nakamura J, Azumi Y, Inazato M, Ono M, Kondo H, Sugitani M, Matsugi A. Influence of the intensity of galvanic vestibular stimulation and cutaneous stimulation on the soleus H-reflex in healthy individuals. Neuroreport. 2018 Sep 5;29(13):1135-1139.   Tanaka H, Nakamura J, Siozaki T, Ueta K, Morioka S, Shomoto K, Okada Y. Posture influences on vestibulospinal tract excitability. Exp Brain Res. 2021 Jan 21.   論文情報 Nakamura J, Okada Y, Shiozaki T, Tanaka H, Ueta K, Ikuno K, Morioka S, Shomoto K. Reliability and laterality of the soleus H-reflex following galvanic vestibular stimulation in healthy individuals. Neuroscience Letters. 2021 June 11.