理学療法ジャーナル42巻12号

2008年12月発行

特集 ニューロリハビリテーションと理学療法 ニューロリハビリテーションと理学療法

3．上肢機能へのアプローチ

著者： 森岡周¹

所属機関： ¹畿央大学健康科学部理学療法学科

ページ範囲：P.1035 - P.1041

はじめに

　上肢の運動は，手を対象（object）に到達させ，それを操作するという行為をつくりだす．人類の祖先であるホモ・エレクトスは「直立するヒト」，ホモ・サピエンスは「考えるヒト」を意味するが，猿人と原人の中間に位置するホモ・ハビリス（Homo habilis）は「器用なヒト」を意味し，手を使って石器（道具）をつくり，それを用いて生活を営んでいたという記述がある．ハビリスとは人間にふさわしいという意味でも用いられ，それは適応，有能，役立つ，生きるなどの意味も包含し，リハビリテーション（Re-habilitation）の語源となっている．すなわち，手の運動によって道具を操作するという行為そのものが，人間らしさをつくるものであり，リハビリテーションとは再び（Re）その状態（手で道具を操作する）へ回復（本来あるべき姿への回復）することを指すことになる．ホモ・ハビリスの当時の脳骨格モデルから，道具の使用に伴い脳の容積が増え，前頭部に膨らみが生じていることが確認されている．このように，人類の祖先は環境に適応するために手を使い，道具を創造し，そしてそれを操作しながら，身体運動の巧緻性を「脳―身体―環境」の相互作用の視点から磨いてきた．

　手の運動に関連する神経活動は，古くから研究の対象になってきた．なぜなら，手の運動は意図に基づいたものであるからである．本稿では，サルを対象にした神経生理学的手法を用いた研究から明らかになった手の運動制御と学習に関連する科学的根拠と，近年のヒトを対象にした脳イメージング研究で明らかになった上肢の機能回復に関連する研究成果の両者から，手の運動制御とその学習機構について神経科学的観点から述べるとともに，それらの科学を利用したニューロリハビリテーションについて考えてみたい．

参考文献

1）Jenkins WM, et al：Functional reorganization of primary somatosensory cortex in adult owl monkeys after behaviorally controlled tactile stimulation. J Neurophysiol 63：82-104, 1990

2）Nudo RJ, et al：Neural substrates for the effects of rehabilitative training on motor recovery after ischemic infarct. Science 272：1791-1794, 1996

3）藤井幸彦，他：機能代償における脳活動の変化．神経進歩 43：552-556，1999

4）久保田　競（編著）：学習と脳―器用さを獲得する脳―，サイエンス社，2007

5）Arbib MA（著），金子隆芳（訳）：ニューラルネットと脳理論第2版，サイエンス社，1994

6）八木文雄：神経心理学―認知・行為の神経機構とその障害―，（財）放送大学教育振興会，2006

7）Snyder LH, et al：Coding of intention in the posterior parietal cortex. Nature 386：167-170, 1997

8）Galletti C, et al：Arm movement-related neurons in the visual area V6A of the macaque superior parietal lobule. Eur J Neurosci 9：410-413, 1997

9）Ferraina S, et al：Visual control of hand-reaching movement：activity in parietal area 7m. Eur J Neurosci 9：1090-1095, 1997

10）Kurata K, Wise SP：Premotor cortex of rhesus monkeys：set-related activity during two conditional motor tasks. Exp Brain Res 69：327-343, 1988

11）Wise SP：The primate premotor cortex：past, present, and preparatory. Annu Rev Neurosci 8：1-19, 1985

12）Boussaoud D：Primate premotor cortex：modulation of preparatory neuronal activity by gaze angle. J Neurophysiol 73：886-890, 1995

13）Tanné J, et al：Direct visual pathways for reaching movements in the macaque monkey. Neuroreport 7：267-272, 1995

14）Mountcastle VB, et al：Posterior parietal association cortex of the monkey：command functions for operations within extrapersonal space. J Neurophysiol 38：871-908, 1975

15）MacKay WA：Properties of reach-related neuronal activity in cortical area 7A. J Neurophysiol 67：1335-1345, 1992

16）村田　哲：腹側運動前野と手の運動の空間的制御．神経進歩 42：49-58，1998

17）Sakata H, et al：Neural mechanisms of visual guidance of hand action in the parietal cortex of the monkey. Cereb Cortex 5：429-438, 1995

18）石橋英俊，他：サルの道具使用における頭頂葉の役割．神経進歩 48：523-529，2004

19）岩村吉晃：体性感覚の階層的処理と触知覚．神経進歩 48：510-522，2004

20）入來篤史：神経心理学コレクション―道具を使うサル―，医学書院，2004

21）泰羅雅登：イメージング研究によるヒトの頭頂葉の機能地図．神経進歩 48：593-599，2004

22）Kawashima R, et al：Direction of cross-modal information transfer affects human brain activation：a PET study. Eur J Neurosci 16：137-144, 2002

23）Bremmer K, et al：Polymodal motion processing in posterior parietal and remoter cortex：a human fMRI study strongly implies equivalencies between humans and monkeys. Neuron 29：287-296, 2001

24）Kawato M：Internal models for motor control and trajectory planning. Curr Opin Neurobiol 9：718-727, 1999

25）内藤栄一，他：身体図式（ボディスキーマ）と運動イメージ．体育の科学 12：921-928，2002

26）Lederman SJ, et al：Hand movements：a window into haptic object recognition. Cognit Psychol 19：342-368, 1987

27）Halverson HM：An experimental study of prehension in infants. Genet Psychol Mon 10：107-286, 1931

28）Binkofski F, et al：A fronto-parietal circuit for object manipulation in man：evidence from an fMRI-study. Eur J Neurosci 11：3276-3286, 1999

29）Johnson-Frey SH, et al：A distributed left hemisphere network active during planning of everyday tool use skills. Cereb Cortex 15：681-695, 2005

30）Murata, A, et al：Object representation in the ventral premotor cortex（area F5）of the monkey. J Neurophysiol 78：2226-2230, 1997

31）Schmitz, C, et al.：Brain activity during predictable and unpredictable weight changes when lifting objects. J Neurophysiol 93：1498-1509, 2005

32）内藤栄一：身体運動像の獲得に体性感覚入力が果たす役割―ニューロイメージング研究から―．バイオメカニズム学会誌 31：178-186，2007

33）Page SJ, et al：A randomized efficacy and feasibility study of imagery in acute stroke. Clin Rehabil 15：233-240, 2001

34）Page SJ, et al：Effects of mental practice on affected limb use and function in chronic stroke. Arch Phys Med Rehabil 86：399-402, 2005

35）Ertelt D, et al：Action observation has a positive impact on rehabilitation of motor deficits after stroke. Neuroimage 36（suppl2）：T164-T173, 2007

36）Bernstein N：The co-ordination and regulation of movements, Pergamon Press Ltd, Oxford, New York, 1967

37）Anokhin PK：Biology and neurophysiology of the conditioned reflex and its role in adaptive behavior, Pergamon Press Ltd, Oxford, New York, 1974

38）内藤栄一：ヒトの身体像の脳内表現と身体運動制御との関係．現代思想 34：163-173，2006