視覚刺激による自己運動錯覚中の脳活動—機能的磁気共鳴像による探索—

抄録

【はじめに、目的】自己運動錯覚（錯覚）とは，体性感覚入力や視覚入力により，現実には運動をしていないにもかかわらず，あたかも自己の四肢が運動しているように錯覚することを言う。四肢の運動を撮影した動画の視覚刺激によって錯覚を誘起できることが報告されており，皮質脊髄路の興奮性が高まることが示されてきた（Kaneko F, et al, 2007; Aoyama T, et al, 2012）。このことは，脳卒中片麻痺症例における異常半球間抑制に対する治療的介入や，運動学習の促進に対して，この方法が貢献できる可能性を示す。しかし，この錯覚に関する脳機能イメージングによる研究はなく，脳活動の詳細は明らかでない。本研究は，機能的磁気共鳴像（fMRI）を用いて，錯覚中の脳活動を示すことを目的とした。【方法】対象は，健康な成人14 名で，利き手である右手を対象とした。被験者は実験に先立って自己運動錯覚とは何かという説明を十分に受けた。全ての被験者について，後述の自己運動錯覚が2 秒以内に誘起されることを，実験室で行った心理物理実験において事前に確認していた。被験者はヘッドコイルを装着し，MRIガントリ内（3 テスラ，Bruker製）でテーブル上に背臥位となり，右手から前腕遠位にかけて体性感覚入力がないように腹部上で宙に浮いた状態を設定した。課題として，3 種類の映像による視覚刺激が与えられた。そのうちの2 つは，事前に撮影した被験者自身（実験課題），ならびに他人の手による手関節運動の動画（対照課題）であり，もう一つは黒い背景の中央に十字が書かれた映像であった。実験課題では強い自己運動錯覚を生じ，対照課題では運動錯覚が全く誘起されないことが確認済みであった。各々の視覚刺激は12 秒間映され，疑似ランダム順に出現した。課題の映像は，頭側に設置されたプロジェクタから投影され，被験者は眼前に設置された鏡を通じて映像を観察した。動画は，規定の運動方法で手関節の背屈と掌屈運動を反復したものであった。実験終了後，SPM8 により解析を行った。また，MRI撮像終了後に主観的な錯覚強度を質問し，ビジュアルアナログスケール（VAS）で示した。【倫理的配慮、説明と同意】本研究は，ヘルシンキ宣言に基づき，事前に研究目的や測定内容等を明記した書面を用いて十分な説明を行った。その上で，被験者より同意を得られた場合のみ測定を開始した。【結果】自己運動錯覚は，VASで77.0mmであった。統計学的に対照課題時と比較して実験課題中に強い脳活動が認められたのは，大脳皮質においては両側補足運動野，対側背側および腹側運動前野，下頭頂小葉，後頭側頭野，両側の島であった。また，大脳基底核において両側の尾状核と被核で強い活動が認められた。【考察】今回用いた視覚刺激による自己運動錯覚中の脳活動について，我々が過去に報告した経頭蓋磁気刺激による研究により，皮質脊髄路興奮性が高まることが示された。しかし，今回の実験では一次運動野の強い活動はなく，特徴的な結果となった。これは，経頭蓋磁気刺激で検出される興奮性が，必ずしも一次運動野興奮性に依存したものでなく，他の領域からの入力状況を反映していることが起因しているかも知れないと考える。また，腱振動刺激による自己運動錯覚の実験結果と比較しても，一次運動野と体性感覚野における強い活動を認めていない点が，大きな特徴である。運動前野，補足運動野と下頭頂小葉の活動は，過去の研究と共通していた部分であり，それらの部位と随意運動の感覚知覚との関連を示唆すると考える。今回の視覚刺激による自己運動錯覚では随意運動を発現したいという“volition”の誘起を被験者の内省からうかがうことができる。今後は，この点にも着目し，大脳基底核など皮質以外の脳部位と随意運動の発現に関するメカニズムの探求にヒントとなる研究結果が得られた。【理学療法学研究としての意義】遠隔的に投影した動画で錯覚を誘起し，随意運動に関連する運動領野の活動を高めることは脳卒中片麻痺症例などの治療においても意義深い。その介入方法において，現実に生じている脳活動を明らかにしたことは，臨床応用を進めるための機序の説明として必要不可欠な研究である。