丹治より 4 つの運動のレベルの協調 局面 状況 要求に対応した運動随意的選択 意識的制御自動化された運動汎用性運動学習によってつくられた運動歩行 咀嚼 呼吸, 発声 嚥下複合運動 生得的行動サッケード 追跡眼球運動パターン化された運動 自動化されてない運動 反射運動 階層処理並列的処理重層的処理

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1 脳卒中患者の機能回復のための基本ハンドリング 脳ー身体ー環境 内部ダイナミクス 脳 知覚入力 制御指令 身体 誠愛リハビリテーション病院 環境入力 筋骨格系 センサー受容器 行動指令 2011 年 12 月 林克樹 環境 シリーズ移動知 外部ダイナミクス 身体適応より 運動 行動記憶 情動 感情 意欲 中枢神経疾患の問題点 失行失認失語 嚥下 発話 咀嚼 呼吸 歩行姿勢 反射の問題 ADL 在宅生活 社会生活と参加 コミュニケーション 感覚 知覚 認知 脳の機能回復とリハビリテーション サンティアゴ ラモン イ カハール ( スペイン ) 神経解剖学者 1852 年 ~1934 年 1906 年ノーベル賞受賞 ( 神経系の構造研究 ニューロン説 ) 損傷した神経細胞は再生しない 損傷した脳は回復しない 損傷した脳の機能は回復する 残存神経細胞は 可塑的に変化して機能を補う + 脳の機能回復 可塑性 - Premotor Cortex Is Involved in Restoration of Gait in Stroke Ichiro Mi yai, M.D., Ph.D. 1, Haji me Yagura, M.D. 1, Ichiro Oda, Ph.D. 2, Ikuo Konishi, Ph.D. 2, Hideo Eda, Ph.D. 3, Ts unehiko Suzuki, M.D., Ph.D. 1, and Kisou Kubota, M.D., 運動前野の働くことが歩行回復に重要 70 歳男性脳梗塞発作 106 日目 Ph.D. 1. Control Facilitatio n (Ann Neurol 2002:52; ) 学習をどのように援助するか より良い環境の提供 補助 補正 58 歳男性脳梗塞発作 102 日目 71 歳男性脳梗塞発作 112 日目 代行作用 (Vicariation) L Control Facilitatio n 1

2 丹治より 4 つの運動のレベルの協調 局面 状況 要求に対応した運動随意的選択 意識的制御自動化された運動汎用性運動学習によってつくられた運動歩行 咀嚼 呼吸, 発声 嚥下複合運動 生得的行動サッケード 追跡眼球運動パターン化された運動 自動化されてない運動 反射運動 階層処理並列的処理重層的処理 見 当識 特殊感覚視覚 聴覚 平衡感覚 嗅覚 味覚 認知 注意 情動状態覚醒状態 緊張 リラックス 感覚情報の機能的意義 大脳皮質大脳辺縁系 脳幹脊髄 体性感覚皮膚感覚 固有感覚 内臓感覚 随意運動 行動情動行動 反応闘争 逃走パターン運動 サッケード CPG 筋緊張のレベル 脊髄反射 感覚情報の機能的意義 感覚情報は運動の開始や調節に重要である 脳損傷による運動障害は 損傷に伴う感覚障害のみならず 運動による感覚の生成ができない そのため失う感覚情報量が多い場合には 自己存在感 さえも喪失する可能性がある 自己存在感 は辺縁系や脳幹で生成される 情動 や 意識レベル と密接に関係する SENSORY AND PROPRIOSEPTIVE CONTROLS これらは中枢システムが効果的な目的 機能を達成するために 外界からの情報を選択的に受理し 統合し 個々の運動行動の適応性によって環境に適応することを可能にする 高草木薫運動機能の神経機構 p16 移動知 2010 姿勢と運動制御 我々は姿勢と運動の変化を通して あらゆる環境場面と環境の変化に対して適応している 環境への自己身体の適応 環境操作による適応 知覚 認知 二つの適応能力 学習 姿勢と運動は我々が外界と相互作用する唯一の物理的な手段であるとともに思考や情動も姿勢や運動を介して外界に表出される 姿勢制御はタスクを自動的に遂行するための計画とプログラムにより実現される予測的過程である 運動や行動の実現は姿勢制御が担っている V.B.Brooks

3 姿勢制御システム 姿勢制御は固体が運動課題と環境と交流することにより生じる さらに空間にある自分の身体位置を制御する能力が筋骨格系と神経系の複雑な交流から生まれる Motor control Anne Shumway -cook Marjorie H.Woollacott p502 姿勢コントロール 姿勢コントロールには適応性と予測性の両方の要素が含まれる 姿勢コントロールの適応的要素は 課題と環境が変化することに対応して, 知覚と運動システムが適宜修正できることを意味する 予測的要素は 要求された行動や自ら行う姿勢と運動を前もって調整する知覚運動システムを意味する Shumway-cook and Woollacott, 1995 Motor Control Anne Shumw ay Cook Marjorie H.Woollacott THIRD EDITION 2010/9/10 ブラジル IBITA 会議にて 姿勢制御と身体イメージ 運動をコントロールする場合は 対象や周りの空間情報などの絶対空間的な座標系 ( 外界を中心とした座標系 ) の情報のほかに 自己の身体の構造 自己の身体の部分 その位置 姿勢 および周囲の空間 (Peripersonal spase) との関係つまり自己身体中心的な座標系の情報が必要である こうした身体についてダイナミックな意識を身体感覚 身体イメージないし身体図式と呼ぶ ロボット情報学ハンドブックより村田哲 座位から立ち上がりの Key points 靴下を着脱する際のバランス 靴下を履く Postural tone Reciprpcal Innervation Patterns Central Postural Control Mechanism Sensory and Prploceptive controls 姿勢トーン 正常中枢性姿勢制御機構 Central Postural Control Mechanism 中枢神経による姿勢調節メカニズム 相反神経支配 Postural Tone Reciprocal Innervation 多様な運動ハ ターン Various Selective Movements Sensory and Proprioseptive Controls 3

4 到達動作時の対側の上肢機能 外側下行路系 ( 運動 ) と内側下行路系 ( 姿勢 ) 補足運動野 一次運動野 脳幹網様体 支持機能とバランス機能 体幹と上肢 下肢の協調 外側下行路系 ( 外側皮質脊髄路 ) 上 下肢 特に上肢の繊細な随意運動機能遠位屈筋群の活動を制御する ( 対側支配 ) 内側下行路系 随意運動に随伴する姿勢反射や筋緊張を制御する 特に 近位伸筋群の活動を制御する ( 両側支配 ) 高草木より 赤核脊髄路 内側 外側運動制御系とその調節機構 赤核 遠位筋運動細胞 視床 後索核 外側皮質脊髄路 (90-95%) 後角 外側運動制御系 ; 精緻運動 大脳皮質 辺縁系 大脳基底核 小 脳幹 脊髄 脳 上丘 外側前庭核視蓋脊髄路 前庭脊髄路 6 4 脳幹網様体 網様体脊髄路 前皮質脊髄路 (5-10%) 体幹 近位筋運動細胞 内側運動制御系 ; 姿勢 歩行 フィードフォワード制御 制御機構 ある事象が検出された場合 それに対処する制御操作を事前に決めておき それを実行することによってシステムを制御する あらかじめ制御対象 例えば手 足 道具の動特性を知っておかなければならない フィードバック制御 制御対象の出力値を事前に決めておいた出力値と比較し その誤差を入力に帰還し 制御操作を調節する フィードバック 適応的姿勢制御 セラピストの介入 大脳皮質 連合野 統合された情報と情報を基にしたプログラム生成 基底核 小脳 選択 調節機構 フィードフォワード 予測性姿勢制御 物品操作の制御 物品操作の制御には 反射運動 随意運動の両方とフィードバック フィードフォワードの両過程を伴っている 脳幹 感覚情報 脊髄 姿勢制御 運動表出 Motor control Anne Shumway -cook Marjorie H.Woollacott p449 4

5 学習のために 問題解決のために環境を変える フィードバック フィードフォワードの方法を考えるフィードバックは Sensory が伝わることでおこるフィードフォワードは出力のための準備段階が重要 一つのタスクでいろんな経験をさせる ひとつのセッションで一つのタスクにする 課題は環境に似て ( 環境に般化するもの ) 環境に移行できないといけない 学習のはじめはたくさんの正常に近い feedback が必要 患者さんが理解することを教える 代償について考える ( 代償は何かが欠けているときに起きる ) バランスのために選択性 ( 選択的動き ) 先行随伴性姿勢調節が必要 上肢治療用ロボット開発 誠愛リハビリテーション病院 年〇林克樹 (OT ) 清水志帆子 (OT) 深堀栄一 (P T) 九州大学大学院工学研究院坂井伸朗 ( 教員 ) 村上輝夫 ( 教員 ) 2008 年 2 日本作業療法学会 理学療法学術大会発表 着座状態での到達把持動作支援 謝辞 : この内容は福岡県ロボット産業振興会議の支援で行われています 誠愛リハビリテーション病院と九州大学大学院工学研究院機会工学部との共同研究より 100 ReachingMotion 体幹 3 軸駆動部位 上腕角度測定器 Angle[deg] 足支持重心動揺計 Time[s] 正常な到達把持動作 股関節機構の試作 体幹 ( 前後屈曲 + 左右揺動 + ひねり ) 股関節 ( 着座状態 ) 到達目標に取り付けられた LED が発光 データの記録が開始される LEDの発光が動作開始の合図 運動計測をするときは スタートを押すと ReachingMotion 10 Angle[deg] Time[s] 体幹屈曲制動 Angle[deg] ReachingMotion Time[s] 体幹回旋制動 Waist[deg] Scapula[deg] Swing[deg] Twist[deg] Hip[deg] UpperLimb[deg] 2010 年 臀部 COP の軌跡 ( 上方把持 制動なし ) LED 点灯後 0.95 秒 到達把持 LED 点灯後 1,97 秒 後 足部 COP の軌跡 ( 上方把持 制動なし ) LED 点灯後 0.57 秒 LED 点灯開始 到達把持 LED 点灯後 1,97 秒 後 Key points ofcontrol 姿勢や運動を調整すると同時に より正常な姿勢や運動を促通する身体の一部 セラピストがそこから運動のつながりを制御するあるいは反応の促通や抑制をする場所 徒手による調整 徒手的介入 促通 抑制 徒手による修正 学 習 5

6 治療前 徒手的誘導前後の手の Shaping の改善 到達運動時間 治療前後と治療実施に伴う変化 秒 治療前治療後 1 視覚刺激に対するセラピストの手の誘導 治療後 0 回 1 回 2 回 3 回 4 回 誤反応数 痙性と異常運動パターンの修正 0 1 回 2 回 3 回 4 回 到達反応速度と手の Shaping の改善 Bobath approach Bobath approach 1944 中枢性姿勢制御の重要性 Key points of control( 徒手的介入 ) を考えつく Bobath 夫妻 と Mrs.Bryce 1998 片麻痺の評価と治療より 上肢 手の治療 Anne Shum way-coo k Marijorie H.Woollacott Mortor Control より 2001 年 歩行しながら骨盤を回旋させると両下肢の外旋が引き出され ハ ランス及び歩行ハ ターンが改善される 成人肩麻痺の評価と治療 Bobathアプローチ

7 TIPs Tone Influencing Patterns より正常なハ ターンへと導くために異常な運動ハ ターンを修正し 過緊張を減弱しその出現を予防したり 低緊張を高めるために使われる正常な運動ハ ターン 実際の問題解決に目を向け取り組む 1 ゴールセッティング 患者は何がしたいか何ができるか 2 ゴールに必要なコンポーネントを分析し どのようなコンポーネントが足りないか探す 今日できるコンポーネントを探す 3 メインの問題を明らかにする 4 患者の治療姿勢 課題を探す 5 患者の学習の過程を探す 学習のプロセスを考える 6 メジャメントを見つける ( 患者にとって適切か? ゴールに向かった評価を探す ) 7 患者がどう理解しているかチェックする Key points ofcontroal 遠位中枢近位 環境適応行動の様々な場面で用いる 徒手的誘導と修正を含む 促通と抑制 環境の変化支持基底面の変化 重心移動 座位臥位 姿勢の変化 立位 歩行 体幹 骨盤の変化左右の下肢の変化 頭部の変化 運動 行動の変化 秒 脳卒中患者と健常者の単純反応時間の比較左片麻痺群右片麻痺群 秒 秒健常者群患者群 秒 秒 1985~ 1 90 年林 渕 浅海 7

8 1 野 2 野のニューロンは 皮膚 関節 筋膜の機械受容器の圧迫によって 興奮する 触覚刺激によるものではない POSTURAL SET 姿勢と姿勢との間が重要患者は非対称姿勢をとることが難しいアライメントを取り戻すようにチャレンジする 重力は運動をアシストしている 2006 年ボバースジャーナル久保田競より POSTURAL S ET の範囲で運動のゴールを達成するために選択運動は遂行される 予測的運動過程 Brooks は 姿勢制御は目的とする随意運動機能を実現するための予測的運動過程と述べている 予測的運動過程は 大脳皮質と大脳基底核 小脳とを結ぶ認知ループと運動ループの働きにより生成される運動プログラムを必要とする 2010 年 BRAIN and NERVE 脳幹 脊髄の神経機構と歩行 高草木 より 予測的運動行動 予測的行動は大脳基底核によって支えられている 記憶依存的あるいは予測的なニューロン活動は補足運動野や前頭連合野で観察される 価値判断は辺縁系 ( 扁桃体や海馬 ) から線条体への入力 脳の科学 Ⅱ 彦坂より 運動の準備 外部の信号を検地してから運動の実行までのさまざまな過程を含んだ意味で用いられる 運動の記憶から適切な運動を選択する過程 運動のプログラムの過程 運動の計画 構成 運動準備では 運動実行に用いられる神経回路の効率を高める役割を持っている 運動の準備は運動プログラミングや神経回路の機能的な調節過程が含まれる 準備状態では大脳皮質から脊髄の神経回路網の往復性の調節が行われていてる武井より運動と高次神経機能 座位から立ち上がりの Key points たくさんの Key points がある 8

9 座位からの立ち上がりの Key Points of control 支持基底面 Base of Support BOS 支持基底面は人が環境から求心性の情報と対話する支持の表面である これは固有感覚と同様に認知を含む Frame of reference( 参照枠 ) 支持基底面に対する正確な重心移動 脳が空間を認識する際に基準となる枠組み 自己を基準とする参照枠 決められた場所を基準とする参照枠 その物体を基準とする参照枠 身体運動学樋口 森岡 より 筋緊張の制御 ( 上位中枢と神経伝達物質 ) 筋緊張の調整の必要性 上位中枢は, 抑制系と促通系に作用して筋緊張を制御する 1 大脳皮質 運動指令を正しく遂行するためには 基礎となる筋緊張 ( トーヌス ) のレベルが適切に保たれていなくてはならない 1 大脳皮質 ; 抑制系 促通系 2 大脳基底核 ; 抑制系を抑制 3 小脳 ; 促通系 ( 前庭脊髄路 ) 神経伝達物質の作用により筋緊張レベルは変化する 4 コリン作動系 ; 抑制系 5 モノアミン作動系 ; 促通系 大脳基底核 2 GABA 抑制系 3 促通系 小脳 運動の神経科学より 2000 年 4 5 コリン作動系 モノアミン作動系 脊髄 高草木より 9

10 Hypertonia 過緊張 High tone Low tone Hypotonia 重度 弛緩 筋緊張の分類 中等度運動は全体的ハ ターンとして現れ 選択性にかける 軽度 軽度 中等度 重度 抵抗が非常に強く動かない 運動時に痙性が増加するが しばらくすると低下する 正常 静的な姿勢は維持できる 動的な姿勢運動が困難 ある程度性的バランスを維持できる 正中線から姿勢の配列がずれたときに 姿勢を保持できない まったく抗重力姿勢を維持できないか かなり限定される 筋緊張は促通系と抑制系のバランスで制御される. 上位脳 ( 大脳皮質 基底核 小脳 ) や脳幹のコリン作動系 モノアミン作動系は促通系と抑制系の興奮性を調節する. 上位中枢や神経伝達物質の障害は筋緊張の異常を誘発する. ヒトの筋緊張制御系 皮質脊髄路 筋緊張促通系 促通性網様体脊髄路前庭脊髄路モノアミン下行路系 筋緊張抑制系 抑制性様体脊髄路 GABA 高草木より A B 筋緊張制御における橋網様体の役割 Serotonin, Carbachol 大脳皮質 Stimulation 基底核 橋網様体 Decerebration 単シナプス反射亢進 単シナプス反射 Control 促通 単シナプス反射抑制抑制 PBSt 1.2T 筋緊張はどの様に歩行リズムを修飾するのか筋緊張の制御系 ( 抑制系 ) の働き? 筋緊張制御系 大脳皮質 大脳辺縁系 大脳基底核 小脳 脊髄 筋緊張抑制系 Reticul ospi nal 筋緊張促通系 Monoaminergic 下行性信号 Reticulospinal 歩行リズム生成 (CPGs) 歩行パターン形成 (interneurons) 歩行パターン出力 (Motoneurons) 歩行リズム生成系 感覚性フィードバック CDP 高草木より 歩行運動 歩行と筋緊張 リズム生成 ( ヒラメ筋運動細胞 ) Standing phase Postural setting Locomotion 皮質脊髄路 ( 錐体路 ) の神経線維連絡 大脳新皮質 ( 野 ) 皮質下核 MLR sti mul ati on Excitation 筋緊張の増加 Excitation-Inhibiti on 歩行リズム 歩行運動には, 筋緊張を制御する仕組みと歩行リズムを生成する仕組みが重要歩行リズムの生成には, 筋活動を増加させる仕組みと低下させる仕組みが必要 高草木より 1 sec 介在ニューロン インテリジェントターミナル 運動ニューロン 感覚核 10

11 身体感覚に関わる頭頂葉 - 運動前野のネットワーク Where システム How システム PRR LIP M ST AIP What システム 到達運動 PRR 把握運動 AIP 追跡眼球運動 MST サッケード LIP 自己認識に関わるミラーニューロンシステム 村田哲 2007 頭頂葉と運動前野の役割 頭頂葉で処理された情報は 自分自身と自己を取り巻く周囲の世界を認知することに使われるが 同時にその情報は 固体が外界に働きかける動作を行うために欠くことのできない情報でもある 頭頂葉の機能 視覚フィードバック 体性感覚フィードバック 遠心性コピーの三つの要素は 自己の運動の認識にとって重要 ( 村田哲 ) 感覚フィードバックと遠心性コピーの間に不一致が起きたときには自己の身体意識が崩れる (Shimada S,Hiraki K,Neuroimage,2005) 視覚フィードバックに関わる頭頂葉のニューロンの多くがミラーニューロンとしての性質を持っている PGF 野のミラーニューロンが自己の運動の視覚フィードバックに関わっていると考えられる ( 村田哲 ) 脳と運動 丹治順 調整と制御 構成と企画 意味と目的 運動の準備 高次運動野 随意運動の二大調節系 随意運動認知機能 視床 運動に意味をもたせ一次運動野をう まく働かせる 丹治より 小脳 正確性 大脳基底核 適切性 11

12 ハイパー直大脳基底核ループ 大脳基底核を中心とした二つの経路 大脳皮質 基底核 運動機能 丹治より 脳幹系 認知機能 学習 記憶 動機づけ 注意 高草木より 大脳基底核 運動に適切性を与える 状況と環境に適応した動作を形成 状況に適応した習慣形成 新たな環境適応 接路基底核の運動回路モデルと基底核 - 脳幹系 大脳皮質 (+) (-) 線条体 間視床淡蒼球接外節路黒質緻密部視床下核淡蒼球内節 黒質網様部直接路脳幹 - 脊髄 MLR PPN 歩行運動系 筋緊張捉通系 筋緊張抑制系 歩行運動 増加 筋緊張 減少 随意運動 臨床観察から分かること 運動と姿勢の異常非対称姿勢 麻痺 運動の滑らかさ スピード 方向の障害選択的運動の障害筋緊張の異常 バランスの異常 上肢活動と歩行運動機能障害 表情 ( まばたき 眼球運動 ) の低下 状況変化への対応 ( 言語面も含む ) 耐久性 ( 身体面 精神面 ) の低下 呼吸リズムのみだれ 咀嚼 嚥下のみだれ 学習能力の低下 生活行動の問題 ( 認知行動の問題 ) 思考 情動の不安定さ 大脳基底核の障害 筋肉が硬くなったり 不随運動がでる 姿勢反応が低下 障害される 重力に抗した姿勢コントロールができなくなる 上肢と手を体幹と協調し 環境に適応した適切な動きが出来ない 歩行ができにくくなる 末梢 ( 遠位 ) が筋緊張の亢進する 中枢の緊張が下がる 嚥下がうまくいかなくなる 眼球運動が低下する 疲れやすくなる 日常の動作がぎこちなく ゆっくりとなり遂行に時間がかかる 新しい動作が覚えにくくなる 順序だてた記憶がにがてになる 物事を計画的に予測 判断し遂行できなくなる 呼吸リズムが乱れる 無視が現れる 疼痛が現れる 外界の状況を予測した行動に移すことができにくくなる 手がかりのない自発運動が低下する 肩こり うつ傾向 12

13 姿勢制御 姿勢制御はすべての運動に先行する 大脳基底核 : 予測的姿勢制御 リアルタイムの姿勢制御の双方の姿勢制御のプロセスに関与する 適応的運動の実現には予測的姿勢制御と感覚情報の変化に基づくリアルタイムの姿勢制御が必要 予測的姿勢制御 : 大脳皮質ー網様体脊髄路 大脳皮質ー小脳 リアルタイムの姿勢制御 : 大脳ー小脳ー脊髄連関 筋緊張制御系 ( 大脳基底核ー脳幹投射系 ) 高草木より移動知研究より高草木 2010 大脳基底核の姿勢制御への働き 予測的運動プログラムは大脳皮質 基底核 小脳ループで生成される リアルタイムの運動制御は脊髄 脳幹 小脳で行われる 基底核は 基底核ー脳幹投射系による筋緊張レベルを制御してリアルタイムの運動制御に関与する 行動計画や運動プログラムの生成は大脳基底核が関与する 報酬予測や強化学習の獲得に大脳皮質ー基底核ループよる予測的運動制御のプロセスが強く関与する 高草木より 大脳基底核の機能 随意的な運動や手順の記憶の制御から より複雑で認知的報酬を得るための行動計画にいたるまで 大脳基底核は報酬にいたる目的志向的な行動系列の生成と学習に関係すると考えられている 運動実行や計画に関わり 報酬を得るための行動などの 目的志向行動を形成するために重要な役割を担うと考えられる 大脳基底核の姿勢制御への働き 予測的運動プログラムは大脳皮質 基底核 小脳ループで生成される リアルタイムの運動制御は脊髄 脳幹 小脳で行われる 行動計画や運動プログラムの生成は大脳基底核が関与する 報酬予測や強化学習の獲得に大脳皮質ー基底核ループよる予測的運動制御のプロセスが強く関与する 鮫島和幸強化学習と大脳基底核 CREST 運動の手続き 線条体は大脳皮質からグルタミン酸作動性の興奮性入力を受けている 一方黒質緻密部のドーパミン作動性ニューロンも運動がどれほど望ましい結果をもたらしているかの情報を表現している このドーパミン作動性入力によって大脳皮質から線条体ニューロンへのシナプス効率が変化し望ましい運動だけが強化される 線条体の神経情報はさらに淡蒼球 視床下核で処理され視床を介して大脳皮質に投射し望ましい運動が選択される 南部 Clinical Neuroscience 2011 大脳基底核の機能 運動が適切に発現するように調節する仕組み 随意的運動と自動性の高い運動の制御 自己の状態と自己を取り巻く外界の情報を受容しその状況に適合した運動の発言を促し それに合わない運動を抑止するシステム 感覚情報と運動発現を連合することを学習する機構 特定の感覚を認識したとき あるいは新しい状況に遭遇した際に 適切な運動を選択して行うことを学習し それが行動のレパートリーとなるように 脳内部にある神経回路の特性を変えることに関与する 脳と運動丹治

14 大脳基底核のアプローチの視点 姿勢コントロールの調整を行う 特に中枢部のアプローチに目を向ける筋緊張の調整を適切に行う 慣れ親しんだ動作から開始する 分かりやすい順序性のある動作から学習する 記憶を引き出すようにアプローチする 注意を促すアプローチを実施する ゆっくりとしたアプローチを実施する 運動や動作のイメージをさせる 順序性のある動作や両手協応動作を行う 手がかりとなるターゲットを用いたアプローチを展開する治療物品や治療環境を選択 考慮する 正しい運動や動作など良い反応はその場面で適時ほめる 林克樹 A 中脳 小脳の外側面と小脳脚 視床 橋 中小脳脚 下小脳脚 上小脳脚 小脳核 脊髄小脳路 小脳の外観 小脳皮質 B 新小脳 ( 大脳小脳 ) 小脳皮質の背側面と区分 外側部 旧小脳 ( 脊髄小脳 ) 小脳中虫間部部 小脳片葉 古小脳 ( 前庭小脳 ) 運動は脊髄反射弓を介して発現する 上位中枢の出力は 脊髄反射弓の活動を介して発現する 上位中枢 脊髄反射弓 皮質脊髄路 脳幹下行路 外側下行路系 内側下行路系 脊髄の細胞群 運動細胞 ( 最終共通路 ) α 運動細胞 γ 運動細胞 介在細胞 感覚線維 上行性投射細胞 脊髄視床路 脊髄網様体路 脊髄小脳路 小脳の機能 脳幹 脊髄の反射 複合運動 生得的行動 大脳皮質の感覚運動機能 大脳連合野 中枢神経系の 5 つの機能に小脳は適応機能を付与する 小脳中部 小脳半球 前庭核 赤核などの脳幹下行路上から入力を受け 再び脳幹核に投射 近位筋や姿勢筋の制御 小脳中間部大脳皮質や脳幹の神経核と結合を持つ 遠位筋の運動制御小脳外側部 運動野 運動前野 前頭前野からの入力を受け 視床を介してこれらの領域に投射する 随意運動の計画 運動学習 運動技能獲得の際の運動速度の向上 前庭小脳内耳の前庭から頭部の位置や動きに関係する情報をもらいその情報を処理した結果を脳幹の前庭核に送る 姿勢調節 眼球運動 脊髄小脳全身の皮膚 筋肉 関節の感覚情報を受け取り脳幹の網様体核 前庭神経核に送り脊髄に出力する 身体のバランス 自動性の高い運動調節 大脳皮質小脳大脳皮質からの広範の入力を橋核 下オリーブ核を経由して小脳皮質にいたる 情報処理された出力は視床から一次運動野 運動前野に送られる 随意的な運動の調節や組み立て 運動の計画 14

15 小脳は脳幹 脊髄の反射 複合運動 生得的行動 大脳皮質の感覚機能 大脳連合野の五つ機能系につながって適応機能を与える 1. 反射の適応 2. 複合運動の適応歩行四肢の協調の取れた巧みな歩行 サッケード 3. 生得的行動の学習 小脳室頂核を刺激すると情動反応が起きる 4. 大脳感覚運動機能における小脳の役割 視覚フィードバックなしでも正確に 円滑に 迅速に 運動するよう学習し 獲得した熟練を維持する役割 小脳がモデルを提供し予測を可能にする 小脳の認知への関与新奇な道具の使い方学習言語性 非言語性知能記憶前頭葉機能精神機能の発達 小脳損傷に伴う筋緊張の低下 小脳は 大脳皮質や脳幹 ( 前庭核 網様体 ) を介して運動を制御する 皮質脊髄路 前庭脊髄路 網様体脊髄路もα-γ 関連を持ちα-γいずれも同様の支配を受けている 小脳が障害されると大脳皮質や脳幹の出力が減少しα 運動細胞 γ 運動細胞活動が低下する 柳原 Grillner 高草木 3 者会話より 高草木 林メールより 5. 心的活動における潜在学習 小脳が傷害されると言葉および他の系列化機能に影響する 注意の集中 痛みへの予測と不安が起きなくなる 認知的な計画をし 実地に行って学習できなくなる 時間間隔を判断する時誤差を検出し 違う感覚主の間で急速に注意を向けることができない 3 次元空間での認知的な行動をすることができなくなる 適応的歩行 (Adaptive Gate) の治療 歩行の要素となる治療筋緊張と反射の調整立位保持に至る基本的姿勢変換治療立位治療バランス機能の治療足部の治療 歩行周期における治療立脚期片脚立位両脚支持期遊脚期ステッピングとストライド 歩行の治療 適応的歩行場面の治療認知課題としての歩行階段昇降 段越え またぎ動作を伴った歩行上肢活動を伴った歩行屋内歩行屋外歩行具体的な社会環境場面での歩行 林克樹 坂口重樹 2010/ 11 BRAI N and NE RVE より 室内 屋外歩行のアプローチ 歩行の治療環境と目標 問題点を明確にする 屋内 : カーテン ドア 手すり 階段 エレベータの箇所 距離 所要時間 屋外 : 段差 整地 不整地 傾斜 階段 ドアの開閉 方向変換 またぎ 距離 所要時間 歩行路でのチェックと治療 15

16 山に登る道はたくさんあります 山は登っておりてから考える 16

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