Self-recognition of one's own fall recruits the genuine bodily crisis-related brain activity

(1)

Self‑recognition of one's own fall recruits the genuine bodily crisis‑related brain

activity

著者 Atomi Tomoaki

journal or

publication title

PLoS One

volume 9

number 12

page range e115303

year 2014

その他のタイトル転倒の自己認知は身体的危機に関連する脳領域を活

性化させる

学位授与機関首都大学東京

学位授与番号 22604A633

URL http://hdl.handle.net/10748/7739

doi: http://doi.org/10.1371/journal.pone.0115303

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博士学位論文審査の要旨

【学位論文審査の要旨】

直立二足歩行を獲得し高次機能をも獲得したヒトは、一方で転倒による生命の危機にも晒されることとなった。このような身体的不安定状態におけるヒト神経機構の解明は、

身体不安のみならず精神不安の神経基盤を理解する上で重要である。今日、脳機能イメージング法はきわめて有効であるが、装置内で身体を不安定にすることは不可能であることから、身体不安定性の神経基盤に関する研究は今日に至るまでほとんどなされてこなかった。本研究では、このような直接的研究戦略では身体不安定性の脳機能研究は困難と考え、従来の自己認知研究パラダイムの視点に基づいたあらたな視点で、本研究課題について詳細な検討がなされた。

被験者は右手利き健常男性

13

名

(24.7±4.3

歳

)

であった。各被験者には

fMRI

実験実施

1

ヵ月以上前に、

1

個のコロ

(

円柱

)

上に置かれた板の上でバランスをとる動的不安定条

件

(DU: dynamically unstable)

、

2

個のコロ上に置かれた他動的に動かされている板の上で

バランスをとる動的安定条件

(DS: dynamically stable)

、安定な台

(

四角柱

)

の上に置かれた板の上で立つ静的安定

(SS: statically stable)

条件を課題として実施してもらい、その際の動画が撮影された。同動画は、

fMRI

実験時の動画刺激として編集・作成された。

fMRI

実験では、被験者は上記

3

種類の動画

×

自他

(2

種類

)

の合計

6

種類の動画刺激をランダムに提示され、その際の脳活動が

3TfMRI

によって撮像された。実験終了後は、同動画刺激を再度被験者に見てもらい、その際に感じられる感情などについての主観評価がなされた。

その結果、主観評価では、各条件間では有意差が認められたが、自他における有意差は認められなかった。脳活動解析の結果については、自己における

DU vs. DS

では、右側の背側運動前野

(PMd: dorsal premotor area)

、頭頂

-

島前庭皮質

/

側頭頭頂接合部

(PIVC:

parieto-insular vestibular cortex/temporo-parietal junction)

、下頭頂領域

(inferior parietal area)

、被殻

(putamen)

、尾状核

(caudate nucleus)

、左側の縁上回

(supramarginal gyrus)

前部および両側の紡錘状回

(fusiform gyrus)

に有意な活動が認められた。一方、他者における

DU vs. DS

では、右側の

EBA(extrastriate body area)

と左上頭頂領域

(superior parietal are)

に有意な活動が認められた。これらの結果から、他者の動的不安定性

(DU vs. DS

で表現される脳活動

)

に関する処理は基本的視覚情報処理にとどまる一方、自己の動的不安定性の脳内情報処理過程は、視覚情報

(

紡錘状回、下頭頂領域

)

→自己の身体・運動情報

(

被殻、尾状核、

縁上回、背側運動前野

)

→自己の前庭情報

(

頭頂

-

島前庭皮質

/

側頭頭頂接合部

)

という変換・評価過程となることが明らかにされた。とくに自己の身体・運動情報処理のステー

ジでは、

allocentric

座標

→egocentric

座標へのという変換過程が示唆された。

さらに、身体不安定性における自己特異的活動についての検討がなされた。すなわち、

(Self: DU vs. DS) vs. (Others: DU vs. DS)

のコントラストでは、右側の吻外側前頭前皮質

(RLPFC: rostro-lateral prefrontal cortex)

、下前頭接続部

/

腹側運動前野

(IFJ/PMv: inferior

frontal junction/ventral premotor area)

、島後部皮質

(posterior insula)

、傍小脳脚核

(PBN:

(3)

博士学位論文審査の要旨

parabrachial nucleus)

、左側の舌状回、紡錘状回、海馬傍回が有意な活動を示した。末梢

からの身体不安定性に関する基本的かつ重要な情報は前庭神経によって上位に送られるが、

PBN

は前庭神経と双方向性に連絡するともに視床を介して島後部皮質に連絡するほか扁桃体にも直接神経連絡が存在する。さらに、右の島後部皮質は交感神経系と関連する。また、

IFJ/PMv

は自己の身体近傍で生じる危機から身を守るための防御運動反応に関連する。以上から、

PBN

、後部島皮質、

IFJ/PMv

は、身体的危機に関する情報の検知・処理・防御反応までの身体不安定性に関する一連の情報処理に関与することが示唆された。なお、

RLPFC

はメタ認知に関与することから、自己が自己の身体不安定性を認知するメタ認知処理に関与することが示唆された。

以上の結果から、自己身体の不安定性認知においては、とくに、「

PBN

⇔後部島皮質・

PIVC

⇔

IFJ/PMv

」が重要な役割を果たすことが示されるとともに、従来不可能であった

身体不安定に伴う脳活動が自他認知研究のパラダイムの適用によって観測可能になることが示された。さらに、この「

PBN

⇔後部島皮質・

PIVC

⇔

IFJ/PMv

」においてはいずれも右側優位であることもきわめて興味深い結果であった。同論文は、