抄録
【はじめに、目的】大脳皮質に対する反復経頭蓋磁気刺激（rTMS）によって，皮質運動野などの興奮性が変化することが明らかとなっている。その一方で，近年では大脳皮質興奮性の変化をrTMSよりも強く引き起こすとされている反復4 連発磁気刺激（QPS）が注目されている。QPSとは，TMSを用いて4 発の磁気刺激をバースト上に与え，それを5 秒間隔で繰り返す方法である。QPSでは，4 連発の刺激間隔を5msec（QPS-5）で一次運動野（M1）に刺激すると，刺激した部位の支配筋から記録した運動誘発電位（MEP）は増大する。また，この変化はrTMSなど従来使用されてきたTMSの方法と比較して，QPSにおいてより長く持続する。さらに，QPS-5 をM1 に対して行うと，体性感覚誘発電位（SEP）振幅は増大することが明らかとなった（Nakatani et al, 2012）。この背景に存在する解剖学的なメカニズムとしては，ブロードマンの4 野とS1 の1 野，2 野，3a野は解剖学的に線維連絡があるため，M1 の興奮性が変化したことで，M1 からS1 への皮質間投射によりS1 の興奮性が変化したと考えることができると推察する。Nakataniらの研究ではM1 の第一背側骨間筋（FDI）支配領域にQPSを実施し，正中神経刺激によるSEPの変化を記録している。しかし，FDIは尺骨神経支配であり正中神経支配ではないため，QPSによって引き起こされたM1 の興奮性変化が，体部位に特異的にS1 の興奮性に影響しているかどうかは不明である。そこで本研究では，正中神経支配である短母指外転筋（APB）を被検筋とし，M1 のAPB支配領域に対するQPSが正中神経刺激によって得られたSEPに及ぼす影響を検討することとした。【方法】対象は健康な右利きの成人男性とした。QPSによる介入は2 種類行い，介入1 ではQPS-5 をM1 に実施した。介入2 では，コントロールとして偽の刺激（Sham）を実施した。QPSは，右APBのhot spotに対して運動時閾値の90%の強度で行った。測定項目は，MEPとSEPとし，それぞれ15 分間隔で介入前に2 回（pre1，2），介入後に5 回測定した（post0，15，30，45，60）。MEPは，単発TMSを用いて右APBから記録した。刺激強度は，安静時閾値の1.2 倍とし，8 回の平均振幅を算出した。SEPは記録電極をC3 に配置し，正中神経刺激を右手関節部で行った。刺激強度は右APBの運動閾値とした。得られた波形から，N20-P25，P25-N33 の振幅を測定した。MEPとSEPは，それぞれpre1 を基準とした各測定時期の振幅比を算出した。MEPとSEPの振幅比は，それぞれ各測定時期（pre1，2，post0，15，30，45，60）および介入条件（QPS-5，Sham）の2 つを要因とした反復測定二元配置分散分析により解析された。2 つの要因間で交互作用があった場合，その後の検定として単純主効果の検定を行った。いずれも有意水準は5%とした。【倫理的配慮、説明と同意】本研究はヘルシンキ宣言に沿って実施した。また，事前に研究内容等の説明を十分に行った上で，同意が得られた被験者を対象として実験を行った。【結果】MEP振幅は，各測定時期と介入条件に交互作用があった。そしてQPS-5 では，pre2 と比較してpost0，15，30，45，60 で有意にMEP振幅が増大したのに対して，Shamでは変化がなかった。また，post0，15，30，45 では，Shamと比較してQPS-5 において有意にMEP振幅が増大した。一方SEPは，N20-P25 の振幅において各測定時期と介入条件に交互作用がなかったが，P25-N33 の振幅において各測定時期と介入条件に交互作用があった。そしてQPS-5 では，pre2 と比較してpost15 で有意にP25-N33 の振幅が増大したのに対して，Shamでは変化がなかった。また，post15，30 では，Shamと比較してQPS-5 において有意にP25-N33 の振幅が増大した。【考察】QPSの介入を行った先行研究では，全てFDIを対象とした研究であったが，本研究結果から，MEP振幅が誘発されやすいFDI以外の筋でもMEP振幅は増大することが示された。また，SEPの結果から，P25-N33 の振幅においては， M1の興奮性増大に伴い，S1 の興奮性を体部位に特異的に増大させたと考える。一方，N20-P25 の振幅は介入前後で変化しなかった。N20-P25 の振幅は起源が3b野，P25-N33 の振幅は起源が1 野や2 野である。また，M1 の4 野と3b野は解剖学的に線維連絡がないが，1 野や2 野には線維連絡が存在する。そのため，M1 の興奮性増大に伴い，体部位に特異的にS1 の1 野や2 野の興奮性が増大したと示唆される。【理学療法学研究としての意義】本研究により，M1 に対するQPSの介入を行うことで，S1 の興奮性が変化したため，QPS の介入後では，末梢からの感覚入力に対するS1 の応答性が変化する可能性が示唆される。理学療法の対象となる症例では，感覚鈍麻により協調的な運動を行えなかったり，運動学習が進まない症例が多くいる。そのような症例に対して，理学療法の前のコンディショニングとしてQPSを用いることにより，運動学習などがより効率的に行える可能性がある。
