岐阜脳卒中リハビリテーション研究会
―その拠点は岐阜。  脳卒中リハビリテーションを、“机上の空論”や“小手先のHowto”だけでなく、「機能解剖から臨床応用へ」と繋ぐべく、活動していきます。
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大脳基底核の機能解剖
機能解剖で斬る神経系疾患 中野隆編著 メディカルプレス 2011 P134~
大脳基底核-分子基盤から臨床まで BRAIN AND NERVE Vol.61 No.4 April 2009

の論文等を読み、感じたことをまとめていきます。


一個人の意見ですので、実際の内容とは異なる可能性がございます。
詳細は原著をご覧ください。



大脳基底核は特に被殻、尾状核、淡蒼球、視床下核、黒質、等からなり、脳の深部に存在する神経核群であります。
これらは、運動の制御に大変重要な器官であるにも関わらず、
実際の理学療法場面において着目する場面は少ないように思われます。

その理由の一つに“大脳基底核構造の複雑さ”にあると言えます。

今回は大脳基底核の基本的構造を確認するとともに、
独断と偏見を踏まえ、その理学療法アプローチを構築してみたいと考えています。



Ⅰ.大脳基底核の機能解剖
まず上記でお示しした大脳基底核のそれぞれは、互いに神経線維で結合し、情報伝達を行なっております。
基底核どうしの相互結合は非常に複雑で、成立しうる組み合わせのほとんどが実際に存在しているという程です。
特に代表的な神経連絡経路として、
大脳皮質の運動関連領域から出力された情報は、
大脳基底核の入力部である線条体(被殻・尾状核)に伝達され、
その後、直接路(アクセル)と間接路(ブレーキ)の二手に分かれ、
大脳基底核の出力部である淡蒼球内節・黒質網様部に至ります。
その後、情報は視床へ伝達され、
最終的には運動関連領域へと収束していくことになるわけです。

この経路の途中で直接路(アクセル)と間接路(ブレーキ)の二手に分かれることで、
必要な運動を選択(アクセル)し、不必要な運動を抑制(ブレーキ)することが、
この大脳基底核回路の最大の機能と言え、すなわちこの機能が運動制御を担っています。

ここで重要なのは上記経路を見ても分かるように、外部からの直接的な感覚入力がないのにも関わらず、
「運動制御」を司る器官と呼ばれている、理由です。

一見、運動制御をするのに、感覚情報のフィードバックが必要なのでは、とも思いがちです。
しかし、その機能は基本的に小脳が担い、大脳基底核は別のモダリティを使って運動制御しています。
そのモダリティとは、大脳皮質の前頭連合野、特に前頭前野や、補足運動野に由来する「記憶や予測」情報と言われております。

ここに大脳基底核を考えていく、一つのポイントがあります。
大脳基底核はこれらの“内部(記憶や予測)”情報を元に、運動をシュミレートし、
その中から合目的な運動を選択、かつ不適切な運動を抑制し、
ある意味“無意識的かつ随意的な”運動制御を担っているのです。



Ⅱ.大脳基底核と大脳皮質を結ぶ4つの機能的ループ
この大脳基底核と大脳皮質を結ぶ経路には「4つのループ」が存在していると言われています。
1.運動ループ:
被殻と補足運動野の機能的連結によって、運動の開始・切り替え・終了を随意的に制御しています。
特に外部感覚の直接的入力に依存しない記憶誘導性運動を担っています。また動作の自発性にも関与します。
厳密には運動ループではないですが、運動と関連する大脳基底核の重要な経路として
基底核-脳幹ループがあり、脳幹歩行誘発系(CPG)を刺激して
歩行の自動的な速度・リズム設定を制御しています。
2.眼球運動ループ:
前頭眼野、尾状核、黒質網様部、中脳上丘などの機能的連結が存在し、
基本的には黒質網様部が持続的に中脳上丘(脳幹サッケード機構)を抑制することで、
頻繁にサッケードが起こらないようにしています。
よって眼球運動の統制、視覚的な注意機能に役立っています。
3.前頭前野ループ:
尾状核や被殻の前方と前頭前野、中脳腹側被蓋野との機能的連結により、
特に順序づけられた行動(遂行機能)の制御や、行動の発現や変換(実行と非実行の選別)、
自由意志の決定の制御や報酬予測を担っていると言われています。
4.辺縁系ループ:
側座核と辺縁系との機能的連結により情動を運動へと変換する機能を担っております。



Ⅲ.大脳基底核と運動療法
つまりこれら4つのループが障害されることによって、それぞれ特有の機能障害が出現する可能性があります。
具体的には、
1.運動ループの障害:
動作の開始・切り替え・終了が障害されます。
また自発運動の現象を認め、これは外界からの感覚入力に依存しない内的環境=記憶誘導性運動が
障害されているために、自ら運動を作り出せないためとも考えられます。
基底核-脳幹系の運動制御が障害されると、自動的な歩行のリズム形成がうまく行なわれない可能性があります。
2.眼球運動ループの障害:
サッケード制御の障害と自発的眼球運動の現象が生ずる可能性があり、
注意障害への影響も出現する恐れがあります。
3.前頭前野ループの障害:
運動実行の選別が不適格になったり、
順序だったまとまりのある行為の実行=遂行機能に問題を生じる可能性があります。
また報酬予測の弁別が出来ず、結果的に運動学習の障害が生ずる可能性があります。
4.辺縁系ループの障害:
情動の制御ができなくなり、動作全般のまとまりがなくなる可能性があります。


よって、その運動療法としては、
1.運動ループ障害の運動療法:
記憶誘導性運動よりも視覚誘導性運動(小脳-運動前野)を有効利用し
視覚情報によるモダリティの運動変換を促します。
つまり動作指示は「言って聞かせる」のではなく、「見せてさせる」ことが重要になってきます。
また歩行はリズミカルな運動を失う可能性があるため、
体性感覚を入力するようなハンドリングを用いた歩行トレーニングが有効である可能性があります。
2.眼球運動ループ障害の運動療法:
外的Cueingの有効利用と、外部刺激の少ない治療環境の提供が重要と考えます。
3.前頭前野ループ障害の運動療法:
行為・動作の切り替えが困難になることが予測されるため、
動作手順・時間配分・同時進行を分解した運動療法の提供を図る必要があるように思います。
4.辺縁系ループ障害の運動療法:
獲得したい動作を出来るだけ簡略化した上で、その動作獲得の際には報酬(賞賛)を適切に与え
強化学習を図る必要があります。




脳卒中の理学療法において、その眼に見える運動現象を中心に物事を考えることが、
現在の理学療法の一般的手法であるように思います。

しかし、眼に見えない根底には、そこに脳の損傷があり、
基底核を伴う脳損傷(被殻出血や中大脳動脈脳梗塞)による運動制御の障害が存在し、
運動麻痺の背後に隠れているのかも知れません。

いや、実際にはこの根底にある運動制御の障害が、
より一層運動麻痺を重症化させ、問題点を複雑化させているのだとしたら。




今回は、大脳基底核の機能解剖から運動療法を構築することを試みました。





すべては患者様のために
坪井 祥一
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○中野隆先生が当ブログにお越しくださいました○視床の語源
機能解剖で斬る神経系疾患 中野隆編著 メディカルプレス 2011 P193

なんと、
以前、視床の機能解剖のブログを書いておりましたが、
http://gifunousocchuureha.blog.fc2.com/blog-entry-13.html
著者の中野隆先生から直々のコメントを頂きました。

実際に先生にお会いしたことはありませんが、このような形でつながりが持て、大変光栄です。
と同時に、情報発信していくことの重要性を痛感しております。
中野先生、本当にありがとうございます。


では早速、視床の語源について、
本文より引用です。


医学史に精通しておられる高橋昭先生(愛知医科大学客員教授)によれば、
視床thalamusは、17世紀の解剖学者Thomas Willisによって、
thalamus opticusと命名されたという。

thalamusはギリシア語で「新婚さんのベッド(床)」あるいは「寝室」、
「家の密室」など“秘められた場所”の意味があり、
視床が脳の深部に隠されていることから、その名がついた。

また視神経と関連が深いと推測されていたために、
opticus(視覚の)という形容詞が付された。

すなわち、日本名の「視床」とはthalamus opticusの直訳であり、
学名からopticusが削除された後も「視」は、21世紀の今日まで残されているのである。




語源・エピソードを知ることで、解剖学の知識にエッセンスが加わりました。
今回の中野隆先生との思い出とともに、忘れられそうにありません。




すべては患者様のために
坪井 祥一
視床の機能解剖
機能解剖で斬る神経系疾患 中野隆編著 メディカルプレス 2011 P190~

の論文等を読み、感じたことをまとめていきます。

一個人の意見ですので、実際の内容とは異なる可能性がございます。
詳細は原著をご覧ください。




視床は「大脳皮質」と「下位中枢」の中間に位置する脳器官である。
視床はこれら双方向性の連絡により大脳皮質の機能に深く関与している。

そのためこの部位の障害では多彩な中枢神経症状が生じるのである。



視床を機能面からみて、4つに分類する。
1)後部、2)腹外側部、3)前部、4)背内側部である。


1)後部
VPL核は頚部以下の体知覚、すなわち表在感覚・非識別型触覚および意識型深部感覚・識別型触覚の中継核であり、脊髄視床路からの入力を受ける。
VPM核は顔面および頭部からの体知覚の中継核であり三叉神経視床路から入力を受ける。
これらVPL核・VPM核からは、area312へ向けて視床皮質路が投射される。
外側膝状体は視索からの入力を受けarea17へ視放線を投射する。
内側膝状体は外側毛帯からの入力を受けarea41へ聴放線を投射する。
主に視床膝状体動脈(PCLの分枝)が支配する。


2)腹外側部
VL核は大脳基底核や小脳と共同して、運動制御に重要な役割を果たしている。
すなわち大脳-基底核ループあるいは、大脳-小脳ループである。
主に視床膝状体動脈、視床穿通動脈(PCL)、視床灰白隆起動脈(PCL)が支配する。


3)前部
AN核は大脳辺縁系に関与し、Papezの回路(海馬→乳頭体→視床AN→帯状回→海馬傍回→海馬)を形成することにより記銘機能を司る。
視床灰白隆起動脈が支配する。


4)背内側部
DM核は前頭前野に関与し、Yakovlevの回路(扁桃体→視床DM→帯状回→扁桃体)を形成することにより情動・思考・意欲・感情などを司る。また脳幹網様体からの自律神経情報も入力され、意識・覚醒などにも関わる。
前脈絡叢動脈(内頚動脈の分枝)・後脈絡叢動脈(PCL)が支配する。



以上のように、視床においても、どの部位が障害されるかによって、その出現する内容は異なることが分かる。
著名な症候としては、VPL核・VPM核障害による感覚障害、感覚性運動失調、
またVL核障害による大脳基底核を介した運動制御の障害、および小脳を介した小脳性運動失調やCCAS、
そしてAN核・DM核障害による記憶・情動・認知・覚醒障害が出現する可能性がある。


さらに重要な事は、視床が内包と隣接していることにある。
内包は前脚(皮質橋小脳路、視床放線)・膝(皮質延髄路)・後脚(皮質脊髄路・視床放線・皮質橋小脳路・視放線・聴放線)からなり、運動神経を中心とした重要な神経路を構成している。
例えば上述した、いくつかの穿通動脈は脳血管障害の好発部位であり、視床の血管性病変により、周囲に生じた血腫や浮腫による圧迫や病巣の進展によって、二次的な内包障害をもたらす可能性がある。


ここに視床病変の複雑さが存在している。
例えば視床穿通動脈の障害による、VL核と内包後脚の同時障害にて反対側の片麻痺と運動失調が出現、
いわゆるataxic hemiparesisという症候となりうる。
しかし多くの場合、運動失調は目で確認できるほどには至らない可能性がある。
それは、運動麻痺が重度化しているからである。




脳血管障害の評価はその対象が“脳”であるがゆえに、出現した臨床像に対する解釈は難解を示すことが多く、実際には、理学療法士が目に見える「動作」や「姿勢」のレベルで、その解釈を都合付けていることが少なくないように思われます。

しかし脳には個人差があることを前置きした上で、視床のVPL核は誰においてもVPL核であるし、視床AN核はどの脳においても、必ず同じ場所にあるはずであることは、前述した解剖学的背景から間違いはないと考えられます。

つまりこの考え方によって、視床脳血管病変における病態解釈は容易となりうるし、その理学療法はより根拠に基づいた評価・治療となると考えられます。




すべては患者様のために
坪井 祥一
神経系理学療法の変遷
科学的根拠に基づく理学療法 潮見泰蔵監訳 エルゼビアジャパン 2008

の論文等を読み、感じたことをまとめていきます。

一個人の意見ですので、実際の内容とは異なる可能性がございます。
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 理学療法実践の歴史や変遷を理解することによって、神経系理学療法の歴史上の変化をみることができる。


 1900~1950年頃は筋力改善を中心とした、矯正運動や筋再教育(いわゆる筋力トレーニング)が主流であった。


 1950年代になると神経生理学・神経発達学の台頭によりファシリテーション手技が生まれ、神経理学療法の歴史に大きな影響を与えた。
これまでの理学療法とは異なり、その焦点は筋から“非筋要素”へと変化したのである。
すなわちBobath,NDT,Rood,ブルンストロームなどであり麻痺や筋力低下という陰性兆候よりも痙性や筋緊張といった陽性兆候に、その治療コンセプトは重きを置いた。


 1990~2000年になると、運動制御のメカニズム、筋生理学、バイオメカニクス、スキルの獲得、運動科学、心理学といった学問体系の発展により、神経理学療法分野にもそのよさが取り入れられた。
具体的には運動学習理論や課題指向的アプローチがそうである。


 近年2000年以降では、PET,fMRI,fNIRSといった脳イメージング機器の発明や脳科学の発展により、脳の可塑性に着目した治療が注目されている。
CI療法や認知神経リハビリテーションなどがそうである。
巷においても“脳トレ”と言われる様に、もはや「脳を鍛える」という考えは市民権を得ているのではないか。
またBMI(Brain Machine Interface)に代表されるようないわゆる、ロボット・電子機器を併用したリハビリテーションも進化を遂げており、現在の神経理学療法界はまさにパラダイムシフトを迎えている。




このようにその時代、その時代ごとの科学的背景に応じて、治療形態は大きく様変わりしてきました。

ここに、現代の神経系理学療法の1つの問題点が浮かび上がります。
世代ごとに違う理学療法士のそれまでに学んできた学習背景・立場の違いによって、治療的思考に違いが生まれるのです。


例えば、ある一つの症候を同時に複数の理学療法士で観察したとしても、ある理学療法士Aは筋力の問題であると捉え、また理学療法士Bは筋緊張の問題であると捉えます。
あるいは理学療法士Cは脳実質の運動イメージの問題と捉えるかも知れません。
問題点の抽出が人によって違ってくることがあります。



このように神経系理学療法の臨床思考の過程において、各理学療法士間の考え方の幅は、ある程度、“許されて”いるように思われます。
もちろん実際の臨床の中では、一人の患者様に対し、様々な可能性に応じた治療が行なわれることには、全くの異論はありません。
しかし、同一に観察された現象に対する立場の異なった根本的な仮説が、
異なった仮説・検証への進展や、異なった治療プログラムをもたらすことは、科学に基づく理学療法としても、治療対象者である患者様にとっても、危険であるように感じます。



ここまで、神経系理学療法における歴史とその変遷の一部を垣間見ました。

そこには理学療法の発展と、今後の課題を示しているように思えました。


「ゆえに、
重要なことはこれらの機能障害の外見上の徴候の根本的な原因に関する新しい知識に遅れないことだ,
このことによって治療が、能力障害に対して最も適切に寄与することが確実になる」
(Julie Bernhardt and Keith Hill)









すべては患者様のために
坪井 祥一
Ⅱ脳の機能と脳損傷者の学習の可能性
【その2】

・まとめのお話。

○脳卒中の臨床像は損傷の大きさではなく、
その損傷の場所と、残存部位から、
脳のシステムの問題として捉えていくことが重要である。
○外部環境からの情報(体性感覚、視覚、聴覚など)は頭頂連合野にて
統合され、上縦束を通って、前頭連合野へ伝達される。
○前頭連合野は「中央実行機関」とも呼ばれ、
運動を遂行する際の、実行判断を行なっている。
○脳卒中の場合、ほとんどが前頭連合野へ伝わる前の段階、
つまり、頭頂連合野にて情報の統合障害、あるいは間違いが
起こっている。
○前頭連合野は間違って統合された異常情報をも、
正確な運動へと変換しようと、(ある意味)努力し、
結果としてエラー情報による、エラー運動を起こしてしまっている。
(pusher syndromeのような状態)
○つまり、脳卒中に対するアプローチとして重要な視点として、
頭頂連合野における情報を整理、簡略化してやることで、
前頭連合野が落ち着いて問題に対処できるようになり、
運動遂行を実行しやすくしてやることである。

○もうひとつ、重要な視点として「小脳」がある。
○脳卒中患者は内包の前脚や視床内側核、大脳脚内側部などの
損傷を伴い、CCASを生じている可能性があり、
認知・情動障害への配慮・環境設定が必要である。
○しかし多くの脳卒中患者は、上述した部位が損傷から免れていることもあり、
テント下に存在する脊髄小脳路・前庭小脳路が生きている可能性がある。
○脊髄小脳路は非識別性深部感覚を受け取り、体幹・四肢近位筋の伸筋コントロールを
行なっている。また前庭小脳路は眼球・頚部運動と協調したバランスコントロールを担っている。
○両者ともに意識された随意運動とは違い、無意識的かつオートマチックに
反応するシステムである。
○つまり、随意運動が障害された、脳卒中患者においても、テント下の小脳が残存していることで、
無意識的かつオートマチックな立位制御は可能であると考えられる。
○すなわち、重症脳卒中患者に対しても、オートマチックな立位制御を可能とさせるような
アプローチ戦略を用いることで、
たとえ、随意運動はできなくとも、歩行を可能とさせる可能性が見出せるのである。




10時間に渡り、吉尾雅春先生には「脳」について語っていただきました。


僕たちは先生から、たくさんの知識を頂きました。


しかし、それ以上にセラピストとして最も重要な熱い熱い“マインド”を


授けてくださったように思います。


決して忘れてはならない、セラピストとしての「核」となる部分です。





最後に先生は、


こうおっしゃっておられました。



「どう歩くかが重要ではない、
 
 どう生きるかが重要だ(吉尾 雅春 先生)」






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坪井 祥一
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