理学療法学 第 40 巻第 8 号 538 はじめに ヒトは日常動作の中で体性感覚や視覚による像の認識・追 視，直線移動感覚，回転感覚を感知し，中枢で統合され平衡バ ランスを獲得している。平衡バランスは，脳幹 ･ 脊髄 ･ 小脳か ら構成され，おもに静的平衡機能に関わる中枢（反射依存型適 応）とさらに間脳・大脳基底核・大脳を含めた高次中枢プログ ラムにより，生活環境の中での運動誤差や外界の変化を知覚し て運動を制御する（状況依存型適応）脳幹系と大脳皮質系の 2 つの経路に分類される1）（図 1）。 脳幹系・大脳皮質系における神経回路では，視覚・体性感 覚・前庭覚から得られた情報が前庭神経核で集約され，脳幹系 では姿勢反射として姿勢保持に働き，大脳皮質系では統合され た後，外側運動制御系と内側運動制御系として下降し，姿勢制 御に関与する。 脳 幹 系 脳幹系は，感覚器からの情報を前庭神経核で統合し2）3），姿 勢反射（前庭脊髄反射・頸動眼反射・前庭頸反射・頸眼反射） を誘発して平衡バランスを獲得する。前庭脊髄反射は，前庭で 受けた情報を体幹・四肢の伸筋に作用する。頸動眼反射は，上 位頸椎の固有受容器と外眼筋が連動し，眼球運動を起こす。前 庭眼反射は，歩行時など頭部の揺れを補正して対象物を認識で きるように作用する。前庭頸反射では，空間において前庭から の動きの情報，眼球からの情報を得て頭部を固定する働きがあ る4）。 大脳皮質系 外側運動制御系は多くが錐体路で，上肢下肢体幹の運動に関 与する。内側運動制御系はほとんどが脳幹から発し，前庭脊髄 路・視蓋脊髄路・網様体脊髄路・前皮質脊髄路から構成され， 頭頸部体幹の制御と視覚，体幹四肢の協調機能により姿勢制御 に関与する。大脳の前庭野は，頭頂葉から側頭葉に分布するが 代表的な部位は parieto-insular vestibular cortex といわれ，視 覚や体性運動感覚の情報も受けている。また，前頭前野での統 合も注目されるところである5）。 平衡感覚中枢と理学療法 理学療法においては，前庭感覚・視覚・体性感覚からの情報 にミスマッチがおこり平衡機能障害が発生し，その機能回復に 対するアプローチは重要となる。 前庭迷路系には三半規管と耳石器がある。三半規管は前半規 管，外側半規管，後半規管に分かれ前後・側方・水平面の回転 を各半規管の根元にある膨大部の有毛細胞でリンパ液の流速を 感じ取り，頭部の角加速度を認識する。また，左右の半規管の 位置関係は相対的であり，一側が促通されると対側は抑制に働 き協調される。耳石器には卵形嚢と球形嚢があり，耳石でリン パの流れを受け卵形嚢では水平方向，球形嚢では垂直方向の直 線加速度や傾きを感じ取る（図 2）。 このように，身体の動きを三半規管や卵形嚢・球形嚢で察知 し前庭神経を介して脳幹にある前庭神経核から中枢へ情報を伝 える。前庭神経核は上核・内側核 ･ 外側核・下核に分かれ，上 核 ･ 内側核では半規管 ･ 耳石器の情報4），外側核では頸部固有 感覚 ･ 視覚からの情報を受け，小脳から視床を経由して大脳皮 質の体性感覚野で統合されるが，同時に脊髄を介して前庭脊髄 反射が起こり姿勢を保つことができる。 前 庭 感 覚 器 が 障 害 さ れ る と め ま い や 不 安 定 感 を 訴 え， Cooksey6）は 1941 年より前庭障害に対する理学療法を紹介し， その後諸家により多く報告がなされている7‒10）。前庭障害の 代表的な疾患としては，半規管の障害による良性発作性頭位め まい症が挙げられ，回転性のめまいがみられる。また，耳石は 理学療法学 第 40 巻第 8 号 538 ∼ 539 頁（2013 年）
脳における平衡機能の統合メカニズム
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浅 井 友 詞
＊＊モーニングセミナー
＊The Central Integration Mechanism of Equilibrium ＊＊
日本福祉大学健康科学部リハビリテーション学科 （〒 475‒0012 愛知県半田市東生見町 26‒2）
Yuji Asai, PT: Nihon Fukushi University Faculty of Health Sciences Depertment of Rehabilitation
キーワード：平衡機能，前庭，感覚
図 1 平行機能に関わる因子
Japanese Physical Therapy Association
脳における平衡機能の統合メカニズム 539 加齢とともに変性し，耳石が半規管へ移動して内リンパの流れ を妨げ有毛細胞からの情報が障害されるため，他の感覚器から の情報と不一致をきたしめまいが引き起こされる11）。耳石は， 臥床時に半規管へ進入することが多く，全体の 7 ∼ 8 割が後半 規管の障害で占め，次いで外側半規管に発症し前半規管は稀 である12）。後半規管の障害に対する理学療法としては Epley 法13）が多く用いられる。また，70 歳以上では，三半規管の有 毛細胞が 40％，耳石器では 25％程度の減少がみられ退行性変 化による平衡機能の低下もみられる14）。さらに，耳石の障害 はスポーツや災害による外力によって発症することもあり，前 庭に対する理学療法は重要となる。 一方，上部頸椎には多くの固有受容器が存在し，頸部の障害 や姿勢変化により頸部固有感覚からの異常な情報が脳幹に伝達 され，平衡機能障害をもたらす15）。 こうした平衡感覚器の障害に対する理学療法は注目されると ころであり，前庭リハビリテーションに取り組んでいく必要が ある。 ま と め 平衡機能は感覚器で外界からの情報を受け前庭神経核で集約 された後，大脳皮質で統合され姿勢制御されるものと脊髄を通 して姿勢反射がおこるものがある。感覚器の障害は，情報の不 一致から平衡機能の低下をまねき，その理学療法は注目される ところである。そこで，感覚器からの伝達経路と脳機能の関連 性を理解し，理学療法プログラムを構築していく必要がある。 文 献 1） 藤原勝男：姿勢制御の神経整理機構．杏林書院，東京，2011，pp. 29‒78. 2） 坂井建雄，河原克雅（編）：人体の構造と機能．日本医事新報社， 東京，2009，pp. 560‒723. 3） 内野善生：めまいと平衡障害．金原出版，東京，2009，pp. 9‒23. 4） 内野善生：めまいと平衡調節．金原出版，東京，2002，pp. 85‒98. 5） 大築立志，鈴木三央，他：姿勢の脳・神経科学．市村出版，東京， 2011，pp. 70‒90.
6） Cooksey FS: Rehabilitation in vestibular injuries. Proc R Soc Med 207. 1946; 39(5): 273‒278.
7） 浅井友詞，森本浩之，他：前庭機能障害によるめまいと平衡異常 に対する理学療法．理学療法．2011; 28(4): 571‒578.
8） Hardman Sj: Vestibular Rehabilitation third edition. F.A.Davis Company, Philadelphia, 2007, pp. 309‒337.
9） Hillier SL, McDonnell M: Vestibular rehabilitation for unilateral peripheral vestibular dysfunction. Cochrane Database Syst Rev. 2011; 16(2): CD005397.
10） Horak FB, Jones-Rycewicz C, et al.: Effects of vestibular rehabilitation on dizziness and imbalance. Otolaryngol Head Neck Surg. 1992; 106: 175‒180.
11） Brandt T: The multisensory physiological and pathological vertigo syndrome. Ann Neurol. 1980; 7: 195‒203.
12） Honrubia V, Baloh RW, et al.: Paroxysmal Positional Vertigo Syndrome. AM J Otol. 1999; 20: 465‒470.
13） Epley JM: The canalith repositioning: For treatment of Benign paroxysmal positional vertigo. Otolaryngology Head and Neck Surgery. 1992; 107: 400‒404.
14） Rosenhall U: Degenerative patterns in the aging human vestibular neuro-epithelia. Acta Otolaryngol (Stockh). 1973; 76: 208‒220. 15） Treleaven J: Sensorimotor disturbances in neck disorders
affecting posutural stability, head and eye movement control. Manual Therapy. 2008; 13: 2‒11.
図 2 前庭迷路の構造 文献 7）より引用
Japanese Physical Therapy Association
