異なる歩行様式は皮質脊髄路の興奮性に変化を与えるか

• 伊藤 智崇

  川崎医療福祉大学医療技術学部リハビリテーション学科 広島大学大学院保健学研究科博士課程後期

• 新小田 幸一

  広島大学大学院保健学研究科心身機能生活制御科学講座

• 渡邉 進

  川崎医療福祉大学医療技術学部リハビリテーション学科

• 石田 弘

  川崎医療福祉大学医療技術学部リハビリテーション学科

• 小原 謙一

  川崎医療福祉大学医療技術学部リハビリテーション学科

• 吉村 洋輔

  川崎医療福祉大学医療技術学部リハビリテーション学科

• 大坂 裕

  川崎医療福祉大学医療技術学部リハビリテーション学科 広島大学大学院保健学研究科博士課程後期

• 椿原 彰夫

  川崎医科大学リハビリテーション医学教室

抄録

【はじめに、目的】　脳卒中により大脳の機能構造に損傷を負った症例では，左右非対称性の歩行様式となり，歩行障害が残存することが多い．片麻痺患者における変調を伴った交互性のステッピングでは，上向性に伝達される末梢性感覚入力の非対称性を助長し，上位運動中枢や下行性の興奮に影響を与えることが推察される．しかし，自律的な運動要素が強い下肢の歩行がもつ影響を，歩行様式の観点から検討した報告は見当たらない．そこで本研究を，歩行様式と脳の可塑的変化との関係を明らかにするための予備的研究と位置付け，対称性と非対称性の歩行様式の違いが皮質脊髄路の興奮性変化に与える影響を知る目的で，経頭蓋磁気刺激（transcranial magnetic stimulation: TMS）を用いて検討した．【方法】　対象者は，健常若年男性8名（年齢：20.6±0.7歳，身長：169.9±4.1cm，体重：60.9±8.3kg）であった．歩行速度2km/hでトレッドミル（酒井医療社製）上歩行時の歩行率を基に，課題には，左右の立脚時間の割合を変調させた歩行課題（1）左立脚期：右立脚期＝1：2の非対称性歩行（Asymmetrical Walking: AW）と歩行課題（2）左立脚期：右立脚期＝1：1の対称性歩行（Symmetrical Walking: SW）の2つの歩行課題を設定した．歩行課題の評価は2日間に分けて行い，実施順序はランダムとした．最大等尺性背屈トルク値（maximum isometric dorsiflexion torque: MIDFT）の測定は、対象者を椅子座位にして，BIODEX SYSTEM3（酒井医療社製）を用いて行った．左前脛骨筋の運動誘発電位（motor evoked potential: MEP）は，MIDFTの≦15％となる筋活動量で随意収縮中に，Magstim200（マグスティム社製）およびダブルコーンコイルを用いて測定した．MEPの記録にはNeuropack-S1（日本光電社製）を用いた．実験中同一部位が刺激できるように，水泳帽上にコイルの外縁をマーカーで縁取り，歩行課題中はコイルを取り除いた．TMSの刺激強度は，10％ずつ段階的に90％あるいは100％まで上昇させ，各強度で4回刺激を行った．測定は，10分間の歩行課題と約4分間の測定を計3回繰り返し（10分間歩行後，20分間歩行後，30分間歩行後），加えて，課題実施前と課題終了10分後，終了20分後，終了30分後の合計7回実施した．対象者ごとの興奮性の違いを考慮し，MEPの振幅がプラトーに達した時点の強度，あるいは最大値を示した強度（MEPmax）を解析対象とした．さらに，測定誤差の影響も考慮し，各測定条件において近似する3つのMEP値を代表値として平均値を求め，課題実施前のMEP値で除して正規化した（N-MEP）．統計学的解析には，統計ソフトウェアSPSS 15.0 J for Windows（SPSS社製）を用いた．経時的な変化はrepeated-measures ANOVAを用いて検討し，その後Tukey’s HSD法を行った．歩行様式の違いにはpaired t-testを用いて検討した．なお，危険率5％未満をもって有意とした．【倫理的配慮、説明と同意】　本研究は，演者の所属する施設の倫理委員会の承認を得た上で実施した（承認番号: 290）．対象者には，事前に本研究の趣旨と目的を文書にて説明後，書面にて同意を得た．【結果】　MEPmaxの際のN-MEP値は，歩行様式に関わらず3回の歩行課題実施直後まで段階的に減少し，終了後は30分間で課題実施前の値まで増加する傾向を示した．経時的な変化に関しては，AWでの30分間歩行後と終了30分後の間には統計学的に有意差が認められた（0.82±0.11 vs 1.01±0.13，p＜0.01）が、その他の条件間では有意差は認められなかった．歩行様式の違いによる影響として，20分間歩行後と30分間歩行後にAWはSWと比較し有意に低値を示した（0.93±0.10 vs 0.88±0.10，0.91±0.09 vs 0.82±0.11，p＜0.05）．【考察】　機能的電気刺激の短期効果を検証した先行研究（Thompson AKら，2004）では，刺激装置を非装着で通常歩行を行った場合，MEPの振幅は減少する傾向が示されている．本研究においても，SWによりN-MEP値は同様に低下する傾向を示したことから，歩行自体が皮質脊髄路の興奮性に与える影響は，抑制的なものであると考えられる．SWと比較し20分以上のAWにおいては，N-MEP値がより低値を示したことから，連続的に非対称性の歩行を行うことは、抑制的な影響を強める可能性が示唆された。【理学療法学研究としての意義】　電気生理学的検討により，歩行様式の違いが，健常者の皮質脊髄路の興奮性変化に異なる影響を及ぼすことが示された。このことは，歩行様式の観点から歩行練習を考える上での基礎的資料となり得ることから，理学療法学研究として意義があると考える。

収録刊行物

• 理学療法学Supplement

  理学療法学Supplement 2011 (0), Ab0432-Ab0432, 2012

  公益社団法人 日本理学療法士協会

キーワード

• 運動学習
• 歩行
• 経頭蓋磁気刺激

詳細情報

• CRID: 1390282680549736064
• NII論文ID: 130004692376
• DOI: 10.14900/cjpt.2011.0.ab0432.0
• 本文言語コード: ja
• データソース種別:
  • JaLC
  • CiNii Articles
• 抄録ライセンスフラグ: 使用不可