[P-KS-05-5] 外部空間位置が両手の触覚情報統合に及ぼす影響
Keywords:触覚統合, 脳機能計測, 外部空間
【はじめに，目的】
触覚において触られた位置を空間的に同定するためには，1）解剖学的空間における位置（解剖学的に体表面のどこを触られたか）と2）外部空間における位置（触られた場所が空間的にどの位置にあるか）の情報が必要である。先行研究において，外部空間における両手の位置が近い場合，両手に提示される触覚刺激の時間順序判断が阻害されることが報告されている（Yamamoto, et al., 2001）。また，慢性疼痛患者において，この外部空間位置を基準とした触覚統合過程に異常が生じることも報告されている（Moseley, et al., 2009）。しかしながら，これらの背景にある脳内情報処理過程は明らかとなっていない。そこで本研究では，外部空間における両手の位置が，脳内の触覚情報統合過程にどのような影響を及ぼすか検討することを目的とした。
【方法】
対象は，同意の得られた健常成人10名とした。実験条件は，1）左右の示指を1センチ離して電気刺激する条件（near条件），2）左右の示指を30センチ離して電気刺激する条件（far条件）とした。各条件において，左右の示指に単独で電気刺激を与えた際，両側同時に刺激を与えた際の皮質活動を，全頭型306チャンネル脳磁場計測装置を用いて記録した。電気刺激にはパルス幅0.5 msの矩形波を用い，刺激強度を感覚閾値の2倍とした。加算回数は各刺激100回とした。解析には，matlabを用い，各チャンネルにおいて時間周波数解析を行い，皮質の抑制状態を反映していると考えられているβ帯域の事象関連同期（βERS）強度を算出した。その後，両手の触覚情報統合の指標としてboth index［両側刺激時のβERS強度－（左単独刺激時のβERS強度＋右単独刺激時のβERS強度）」を求めた。条件間におけるboth indexの比較には対応のあるt検定を用い，有意水準は5%とした。
【結果】
βERSは，両側の感覚運動野領域のチャンネルに限局して生じていた。右感覚運動野領域におけるβERSのboth indexは，near条件で12.8±3.4，far条件で2.7±4.0であった。また，左感覚運動野領域におけるβERSのboth indexは，near条件で9.6±2.4，far条件で2.7±3.6であった。対応のあるt検定により，両側感覚運動野におけるβERSのboth indexは，near条件で有意に増大することが示された（右側：p=0.03，左側：p=0.04）。このことは，外部空間における位置情報が，脳内における両側の触覚情報統合に明らかな影響を及ぼすことを示す結果であった。
【結論】
両側刺激に対する触覚情報統合は，外部空間における位置情報により影響を受けることが示された。先行研究において，βERSの増大は機能的な抑制を反映していると考えられている。よって本研究で認められた結果は，外部空間において近接している両手刺激時に，両側半球の抑制干渉が強く働くことを示唆している。
触覚において触られた位置を空間的に同定するためには，1）解剖学的空間における位置（解剖学的に体表面のどこを触られたか）と2）外部空間における位置（触られた場所が空間的にどの位置にあるか）の情報が必要である。先行研究において，外部空間における両手の位置が近い場合，両手に提示される触覚刺激の時間順序判断が阻害されることが報告されている（Yamamoto, et al., 2001）。また，慢性疼痛患者において，この外部空間位置を基準とした触覚統合過程に異常が生じることも報告されている（Moseley, et al., 2009）。しかしながら，これらの背景にある脳内情報処理過程は明らかとなっていない。そこで本研究では，外部空間における両手の位置が，脳内の触覚情報統合過程にどのような影響を及ぼすか検討することを目的とした。
【方法】
対象は，同意の得られた健常成人10名とした。実験条件は，1）左右の示指を1センチ離して電気刺激する条件（near条件），2）左右の示指を30センチ離して電気刺激する条件（far条件）とした。各条件において，左右の示指に単独で電気刺激を与えた際，両側同時に刺激を与えた際の皮質活動を，全頭型306チャンネル脳磁場計測装置を用いて記録した。電気刺激にはパルス幅0.5 msの矩形波を用い，刺激強度を感覚閾値の2倍とした。加算回数は各刺激100回とした。解析には，matlabを用い，各チャンネルにおいて時間周波数解析を行い，皮質の抑制状態を反映していると考えられているβ帯域の事象関連同期（βERS）強度を算出した。その後，両手の触覚情報統合の指標としてboth index［両側刺激時のβERS強度－（左単独刺激時のβERS強度＋右単独刺激時のβERS強度）」を求めた。条件間におけるboth indexの比較には対応のあるt検定を用い，有意水準は5%とした。
【結果】
βERSは，両側の感覚運動野領域のチャンネルに限局して生じていた。右感覚運動野領域におけるβERSのboth indexは，near条件で12.8±3.4，far条件で2.7±4.0であった。また，左感覚運動野領域におけるβERSのboth indexは，near条件で9.6±2.4，far条件で2.7±3.6であった。対応のあるt検定により，両側感覚運動野におけるβERSのboth indexは，near条件で有意に増大することが示された（右側：p=0.03，左側：p=0.04）。このことは，外部空間における位置情報が，脳内における両側の触覚情報統合に明らかな影響を及ぼすことを示す結果であった。
【結論】
両側刺激に対する触覚情報統合は，外部空間における位置情報により影響を受けることが示された。先行研究において，βERSの増大は機能的な抑制を反映していると考えられている。よって本研究で認められた結果は，外部空間において近接している両手刺激時に，両側半球の抑制干渉が強く働くことを示唆している。