2024年1月30日火曜日

リズムに合わせて動くための小脳による予測的な運動制御メカニズム。スムーズに調整された動作を実行するために必要な距離、速度、可動範囲を制御する。

 私たちが日常で使っている運動スキル(技)の大部分は、脳の学習に由来します。訓練による学習を繰り返すことにより運動記憶が脳に形成され、それを利用することで円滑な運動が実現されます。小脳が障害されるといわゆる運動失調が生じ、運動は不正確になります。運動の学習が小脳皮質の神経回路のシナプス伝達可塑性に起因することが示唆されており、小脳皮質に形成された運動学習の記憶痕跡は、学習を繰り返すと、小脳皮質の出力先である小脳(前庭)核に移動し、そこで長期の記憶として保持され利用されると考えられています。

小脳

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→ リズムに合わせて身体が動くしくみを解明~小脳による予測制御のメカニズム~(医学研究院・脳科学研究教育センター 教授 田中真樹)

→ リズムに合わせて動くための小脳による予測的な運動制御メカニズム(北海道大学 医学研究院 神経生理学教室助教 岡田 研一)

 私たちは音楽を聴きながら、リズムに合わせて踊ったり手拍子をしたりすることができます。リズムに同期して音と同時に運動するためには、音を聞いてから体を動かすのでは間に合わず、リズムを予測して運動する必要があります

 こうした同期運動の背景には、リズムを予測し、予測に基づいて運動し、さらに予測を更新するといった、様々な情報処理が必要になります。これには脳の広範な部位が関係すると考えられますが、特に小脳に損傷のある人では、正確にリズムに乗ることができなくなることが報告されています。

 小脳は運動に関与する事がよく知られており、これまでの研究により、小脳には行うべき運動に必要な運動指令を予測したり、運動の結果を予測したりする内部モデルが存在し、これによって運動の制御や誤差(エラー)の検出を行っているとされています。また近年の研究により、小脳は外界の感覚刺激を予測する内部モデルを学習によって生成することも示唆されています

 同期運動を行うためには、リズムを予測し、予測に基づいて運動し、さらに予測を更新するといった、様々な情報処理が必要になります。こうした情報処理は脳の広範な領域が協調して行なっていると考えられますが、小脳ではこれらの情報が異なるニューロン群によってコードされ、これらの情報が大脳の異なる領野に送られることでリズムに同期した運動を実現していると考えられます

引用ここまで

ディスメトリア(測定障害)

 ディスメトリア(測定障害)は、スムーズに調整された動作を実行するために必要な距離、速度、可動範囲を制御できないことです。小脳機能低下の兆候であり、多くの場合、平衡感覚の喪失、歩行、発話、眼球運動の調整不全などの追加の兆候を伴います。

 運動失調症は、小脳に問題がある場合によく見られる所見です。小脳は、運動の調整と計画、バランスの維持を目的として、視覚、空間、その他の感覚入力と運動制御を統合する中枢神経系の一部です。小脳に感覚情報を伝える神経、または小脳自体が損傷すると、運動をいつどこで終了すべきかを判断することが困難になる可能性があります。このような困難は、アンダーシュート(行き過ぎ)またはオーバーシュート(行かな過ぎ)として説明できます。正確でスムーズな動作を実行することができません。視差障害がある場合は、自分自身と、到達しようとしている、または向かって歩いているものとの間の距離を正確に判断することができません。

 筋肉の動きの調整は複雑なプロセスです。すべての動きは、いくつかの筋肉の活動の組み合わせの結果です。さらに、脳は感覚情報に依存して、移動中に自分と周囲の物との間の空間を判断します。正しいタイミングも必要です。

ハイパーメトリア

 体が過剰に動作したり、過剰に動作したりするディスメトリアの状態です。前に進もうとするとき、必要以上に、あるいは望んでいるよりも大きな一歩を踏み出してしまうことを意味します。 

運動失調

①バランスや歩行の問題(遅さやぎこちない動きなど)。
②腕、手、脚の調整がうまくいかない
③ある動きを止めて、反対方向に別の動きを始めるのが難しい
④ふるえ、脱力感、けいれん、目を動かすことができない、手と足の感覚の喪失
⑤物をつかむのが難しい
⑥まともに書けない
⑦ある場所から別の場所への移動に問題がある
⑧調整能力の欠如により転倒が多すぎる

 動きの範囲を制御することが難しく、オーバーシュートやアンダーシュートが発生します。何かに触れようとするときにターゲットを見逃したり、何かを拾おうとするときに手を伸ばしすぎたりする可能性があることを意味します。協調性のない歩き方や動きがある可能性があります。これは、バランスの欠如、不器用さ、および運動作業の困難につながる可能性があります。特に複雑な動作やタスクを実行する場合、調整した動作を実行することが困難になる場合があります。

予防

 ディスメトリーは、定期的な身体活動、健康的な食事、十分な休息、アルコールの摂取を避けることで予防できます。

①複雑なタスクを小さくて管理しやすいステップに分割すると、フラストレーションが軽減され、タスクがより達成しやすくなります。

②定期的な運動は、筋力、調整力、バランスの向上に役立ちます。ヨガ、太極拳、ピラティスなどのアクティビティは、ディスメトリーを持つ人にとって特に役立ちます。

③ストレスや不安によって視差障害が悪化するため、深呼吸、瞑想、視覚化技術などのリラクゼーション技術がストレスを軽減し、全体的な健康状態を改善するのに役立ちます。