IRUCAA@TDC : Oral structure representation in human somalosensory cortex

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Posted at the Institutional Resources for Unique Collection and Academic Archives at Tokyo Dental College, Available from http://ir.tdc.ac.jp/

Title

Oral structure representation in human

somalosensory cortex

Author(s)

田村, 洋平

Journal

歯科学報, 109(5): 524-525

URL

http://hdl.handle.net/10130/1892

Right

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論文内容の要旨１．研究目的口腔・顔面領域の体性感覚刺激に対する大脳皮質への入力は非常に早く，最も早い皮質活動を反映した応答潜時は約１５ms と報告されている。その応答の記録と活動源の推定には，高時間解像度と高空間解像度を有する magnetencephalography（MEG）が有用であり，MEG を用いて口唇，舌粘膜，歯肉，口蓋粘膜，歯髄などの皮質再現領域が推定されているが，口腔粘膜全体における体性感覚野皮質再現領域の機能的配列は明らかにされていない。さらには，口腔・顔面領域の体性感覚刺激が両側性の皮質活動を誘発することが報告されているが，刺激同側半球への上行性伝導路・投射様式は未だ解明されていない。本研究は，詳細な口腔粘膜全体における体性感覚野皮質再現領域の機能的配列，および口腔・顔面領域体性感覚情報の一次体性感覚野への両側性投射様式明らかにすることを目的とした。２．研究方法本実験に際し，東京歯科大学倫理委員会の規定に基づき実験手順を説明した後，同意の得られた右利き健康成人男性１０名の協力を得た。刺激部位は右側の頬粘膜上方・下方部，舌粘膜前方・後方部，上唇・下唇粘膜および示指掌面とした。体性感覚誘発脳磁場応答（SEFs）記録には３０６チャネルの SQUID 全頭型脳磁計（MEG）を用いた。触圧覚刺激は，今回我々が新たに開発したピエゾ駆動触覚刺激装置を用いて刺激を行った。電気刺激を右手正中神経に与え，コントロールとした。４００回の刺激を加算平均し得られた SEFs 波形から一次応答ピーク潜時（１Ｍ）における電流源（Equivalent current dipoles : ECD）局在を３D で推定し，ECD 局在の位置を比較した。３．研究成績および考察口腔粘膜触覚刺激による初期応答ピーク潜時（１Ｍ）は約１５ms に両側性に同定され，１Ｍの ECD は一次体性感覚野に両側性に前向きの電流源で局在した。１Ｍの電流源強度は刺激対側半球が刺激同側半球より大きい傾向であった。示指触圧覚刺激による１Ｍは３０ms であり，その ECD は正中神経の ECD と近接した位置に存在した。触圧覚刺激による ECD 局在は，上方より示指，口唇粘膜，舌粘膜，頬粘膜の順に中心溝後壁に推定された。口腔粘膜の ECD 局在は，示指触覚刺激時の ECD 局在と比較して前下外方に位置した。口唇粘膜の ECD 局在は頬粘膜，舌粘膜と比較し有意に上方に位置していたが，頬粘膜，舌粘膜の ECD 局在の位置間に有氏名（本籍）たむらようへい

田

村

洋

平

（東京都）学位の種類博士（歯学）学位記番号第１７６２号（甲第１０３７号）学位授与の日付平成２０年３月３１日学位授与の要件学位規則第４条第１項該当

学位論文題目 Oral structure representation in human somalosensory cortex

掲載雑誌名 NeuroImage 第１巻４３号１２８∼１３５頁２００８年１０月論文審査委員（主査）一戸達也教授（副査）金子譲教授佐野司教授井出吉信教授田﨑雅和教授歯科学報 Vol．１０９，No．５（２００９）５２４ ― ７２ ―

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意差は認められなかった。今回，我々は新たに開発したピエゾ駆動触覚刺激装置と MEG を使用することにより，口腔粘膜触圧覚刺激後の約１５ms のピーク潜時の応答と，両側性に前向き電流の ECD を推定することが可能であった。加えて，三叉神経領域からの感覚の大脳皮質投射経路が両側性に存在し，刺激対側半球が優位であることが示唆された。また本研究の結果から，詳細な口腔粘膜領域の再現領域の機能的配列が明らかとなり，口腔粘膜再現領域は大脳皮質体性感覚野の約３０％もの範囲を占めていることが明らかになった。４．結論本研究の結果から，ヒト体性感覚野における口腔粘膜再現領域の機能的配列，および末梢神経からの大脳皮質体性感覚野への投射経路が両側性に存在することが明らかになった。論文審査の要旨 MEG を使用した一次体性感覚野における口腔粘膜再現領域のマッピング研究は多くの報告があるが，三叉神経領域刺激による体性感覚誘発脳磁場の初期応答ピークの同定は困難とされている。また三叉神経領域刺激が両側大脳皮質の活動を誘発すると報告されているが，感覚の両側皮質への投射経路は解明されていない。そこで本研究は健康成人１０名の被験者の右側口腔粘膜（頬粘膜上方・下方，舌粘膜前方・後方，上下口唇粘膜）および右手示指掌面に触覚刺激を与え，体性感覚誘発脳磁場計測を行い，口腔粘膜および示指再現領域を同定し，それらの局在の比較を行った。口腔粘膜触覚刺激により両側大脳皮質に約１５ms の初期応答ピークを記録した。両側半球間において１Ｍの電流源強度に有意差は認められなかったが，刺激対側半球の電流源強度が刺激同側半球より大きい傾向にあった。口腔粘膜触覚刺激後の体性感覚誘発脳磁場応答の１Ｍ成分を形成する ECDs は，両側大脳皮質中心溝後壁に前向きダイポールで同定され，口腔粘膜の ECD 局在は示指の ECD 局在より有意に下方に位置した。本研究の結果，三叉神経領域からの皮質への体性感覚投射が両側性の投射経路を有していることが明らかになり，刺激対側半球が感覚投射の優位半球であることが示唆された。また，口腔粘膜再現領域の大脳皮質体性感覚野における機能的配列が明らかになった。本審査委員会では，１．刺激部位に示指と正中神経を選択した理由，２．口腔粘膜再現領域に位置的な有意差が認められなかった理由，３．口腔粘膜の触覚に関与する受容器，４．触覚と圧覚の弁別について，５．刺激装置の駆動力の表記などについての質問があった。これらの質問に対する回答として，１．示指掌面は舌尖とならび生体内でもっとも感覚が鋭敏であり，正中神経は MEG 研究における最も基本的な測定部位であるため，この２箇所の測定により手指の再現領域を明らかにして，口腔領域と比較するため。２．サル大脳皮質には，上下口唇や口唇と舌など複数の受容野から入力を受けるニューロンが存在するため，有意差が認められなかったと推測した。３．口腔粘膜に多く分布する触覚受容器としてマイスネル小体が挙げられるが，その他の受容器の関与も否定できず，受容体の区別は困難である。４．触圧覚を弁別するのは困難なため，英語表記では「tactile」に統一した。５．触圧覚刺激は刺激速度が大きく関与するため，駆動力の表記に加え刺激速度の表記も追加する。と説明された。その他にも MEG の特性，測定条件および解析条件について質問があり，概ね妥当な回答が得られた。また，図の表記，計測機器の表記の変更や被験者の主観的評価を追記すべきであるとの指摘があり，訂正が行われた。本研究で得られた知見は今後の歯学の進歩，発展に寄与するところ大であり，学位授与に値するものと判定した。歯科学報 Vol．１０９，No．５（２００９）５２５ ― ７３ ―