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# 健康科学 # リハビリテーション医学と理学療法

プリズム適応を通じて運動スキルを向上させる

プリズム適応を見て、 motor skills や spatial awareness を向上させる方法。

Fisayo K Aloba, J. M. Hope, J. Spencer, M. Muthukumar, T. M. Leone, V. Parikh, P. Chen, M. R. Borich, T. M. Kesar

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脳卒中リカバリーにおけるプ 脳卒中リカバリーにおけるプ リズム適応 で、運動スキルが向上するよ。 プリズム適応と感覚刺激を組み合わせること
目次

視覚空間運動の障害って、みんなが物を見るとか、空間を理解する、動きをコントロールするのに影響を与える問題だよ。これは、視覚や感覚、運動を管理する脳の異なる部分がうまく連携しないときに起こることがあるんだ。これがあると、コーヒーカップに手を伸ばしたり、歩いたりするのが難しくなることがあるんだよ。

この障害を研究したり改善するために、研究者たちはプリズム適応(PA)っていう方法を使ってる。この方法は、人々が周りの空間をどう感じるかを変えるプリズム付きの特別な眼鏡をかけることなんだ。この眼鏡を使うことで、参加者は変わった視覚情報に基づいて動きを調整することを学ぶんだ。このテクニックは、視覚空間の変化にどれだけ上手く適応できるかを評価するもので、運動スキルの向上にも役立つよ。

プリズム適応の仕組み

プリズム適応は主に3つの段階から成り立ってるよ。まず、参加者は視覚ターゲットに指を指して、普段の狙いの基準を作るんだ。第二段階では、視界が片側にずれるプリズム眼鏡をかける。最初は右を指し間違えるんだけど、慣れてくると左の正しいターゲットに狙いを調整することを学ぶんだ。最後に眼鏡を外すと、多くの人が左を指し続けるようになるんだ。これがプリズム適応の後効果って呼ばれるものだよ。

研究によると、プリズム適応を1回か2回受けるだけで、空間認識や運動スキルが改善されることがあって、その効果は24時間から1週間続くこともあるんだ。このプロセスは健康な人だけでなく、脳卒中の後に片側の空間を無視することが多い空間無視のような状態の人にも応用されてるんだ。

視覚空間運動障害における認知処理

この文脈での認知処理は、入力、表現、出力の3つの段階があるんだ。入力段階には視覚や注意が含まれ、表現段階には感覚情報を運動行動と統合することが含まれる。出力段階では、運動を計画し実行することが含まれるんだ。プリズム適応がこれらの段階にどう影響するかについては、空間認識の再調整から運動出力の単純な改善まで様々な理論があるよ。

でも、プリズム適応中に関与する脳のプロセスについてはまだ議論があるんだ。これらの脳のメカニズムがどのように機能するか、リハビリテーション戦略を最適化するためにどう使えるかを明確にするためには、もっと研究が必要だよ。

体性感覚刺激

もう一つの有用な介入法は、体性感覚の電気刺激で、特に脳卒中を経験した人や空間無視を持つ人にとって効果的だよ。この方法は、しばしば見落とされる体の側からの感覚入力や空間認識を強化するのに役立つんだ。首の振動や特定の脳刺激といった様々な技術が、感覚的および視覚空間の問題に対応するためにプリズム適応と組み合わせて使われてきたんだ。

以前の研究では、感覚刺激を適用することで運動皮質がより反応的になることが示唆されていて、これが運動能力の改善に繋がる可能性があるんだ。プリズム適応と組み合わせることで、この感覚入力は治療の効果を高めるかもしれないよ。

神経メカニズムの調査

これらの方法がどう機能するかを理解するために、研究者たちは経頭蓋磁気刺激(TMS)といった技術を使うんだ。TMSは脳の活動の変化を測定して、これらの変化が動きのコントロールにどう関連してるかを評価するツールなんだ。研究者たちは、プリズム適応の前後で脳の活動を比較して、観察された変化に関与する脳回路を特定できるんだ。

プリズム適応は眼鏡を外した後、視覚空間の行動を左にシフトさせる傾向があることから、研究者たちは、空間処理や注意に責任のある特定の脳ネットワークで変化が起こると考えてるんだ。その結果、プリズム適応に関与した後、動きのコントロールに関連する脳の領域で活動が増加するかもしれないと仮定してるよ。

研究スタディ

ある研究では、若くて健康な参加者が体性感覚刺激ありとなし(擬似刺激)でプリズム適応のセッションを受けたんだ。目的は、これらの方法が脳の活動や視覚運動スキルにどのように影響を与えるかを調べることだったんだ。

参加者

15人の若い大人がこの研究に参加していて、男性と女性のミックスだったよ。視力は正常で、神経的または身体的な問題の歴史はなかったんだ。彼らには参加する前に同意を求め、研究は倫理的なガイドラインに従って進められたよ。

研究デザイン

参加者は、擬似刺激が含まれるプリズム適応のセッションと体性感覚刺激が含まれるセッションの2回の実験に参加したんだ。視覚の変化にどれだけうまく適応したか、これが動きにどう影響したかを測るためにいくつかの活動に取り組んだんだ。

方法

セッション中、研究者は特定の脳の活動を記録して、参加者が目を開けているときと閉じているときにターゲットを指した方法を調べたんだ。目的は、プリズム適応が彼らの正しい狙いを付ける能力に与える影響を評価することだったんだ。

結果

結果は、体性感覚刺激の有無にかかわらず、両方のトレーニングタイプが、プリズム適応後に明らかな左寄りの狙いのシフトをもたらしたことを示したんだ。ただ、これらのシフトの大きさにおいては、二つの条件間での顕著な差はなかったんだ。

興味深いことに、どちらの条件でも視覚運動行動は改善されたけど、体性感覚刺激を受けたグループだけが、特定の腕や脚の筋肉に関連する脳の活動レベルが有意に増加したんだ。これが示すのは、体性感覚刺激がプリズム適応の脳機能に対する効果を高めるかもしれないってことだよ。

セラピーへの影響

これらの結果は、プリズム適応と感覚刺激を組み合わせることが、脳卒中後の空間無視や運動障害のある人にとって有望なアプローチになる可能性があることを示唆してるよ。体性感覚刺激によって観察された神経活動の増加は、この組み合わせた方法がプリズム適応だけを使うよりも良い結果を提供するかもしれないことを示してるんだ。

運動行動には有意な改善が見られたけど、線を二分するタスクに基づく認知パフォーマンスには同様の変化はなかったんだ。これは、参加者が認知行動に影響を与える根本的な神経的な問題がなかったからかもしれないね。

今後の研究の方向性

プリズム適応と感覚刺激を組み合わせたときの長期的な影響を探るために、さらなる研究が必要だよ。研究者たちは、異なるタイプの活動が運動や認知スキルにどう影響するか、特に脳卒中から回復している人たちについて調べることもできるね。感覚入力と運動パフォーマンスの関係は複雑で、効果的なリハビリ戦略を見つけることで多くの人に大きな利益をもたらすことができる。

結論

視覚空間運動の障害は複雑だけど、プリズム適応や体性感覚の刺激といったテクニックを使うことで対処できるよ。これらの方法は特に脳卒中から回復中の人において、運動機能や空間認識を改善する可能性を示してるんだ。これらの方法が脳の活動とどう相互作用するかを理解を深めることで、これらの障害に苦しむ人たちの回復を強化するためのより効果的なリハビリプログラムが開発されるかもしれないね。

オリジナルソース

タイトル: Prism Adaptation-Induced Modulation of Cortical Excitability of Upper and Lower Limb Muscles is Enhanced with Electrical Stimulation

概要: BackgroundPrism adaptation (PA) is a sensorimotor behavioral phenomenon. Right shifting PA induces a shift in global visuospatial motor behavior toward the left hemi-space (aftereffect) leading to immediate and transient changes in visuomotor behavior. Non-invasive sensorimotor electrical stimulation (Stim) may upregulate corticomotor excitability, is commonly used as a therapeutic adjunct during motor training, and may accentuate the effects of PA. However, the cortical plasticity mechanisms related to the behavioral effects of PA, its generalization to the lower limb, and the combinatorial effects of PA and Stim are poorly understood. ObjectiveTo evaluate the effects of combining PA with Stim on corticomotor excitability and visuo-spatial-motor behavior, and its generalization to the lower limb. MethodsWe used a repeated-measures design to evaluate the effects of 1 session of PA with and without Stim in 15 young able-bodied individuals (18-35 years). Before and after PA, visuomotor pointing task performance, corticomotor excitability, short-interval intra-cortical inhibition (SICI), long-interval intra-cortical inhibition (LICI), and intra-cortical facilitation (ICF) were evaluated in bilateral upper and left ankle muscles with motor-evoked potentials (MEPs) elicited from single and paired-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS). ResultsBehaviorally, both PA+Stim and PA+Sham showed significant sensorimotor aftereffects, inducing a leftward shift in visuo-spatial and proprioceptive pointing. Neurophysiologically, suprathreshold MEP amplitude increased in the left first dorsal interossei (FDI) and left soleus following the PA+Stim condition but not the PA+Sham condition. PA+Stim showed statistical trends for inducing larger changes in ICF of the left FDI and left tibialis anterior. Additionally, compared to PA+Stim, PA+Sham induced larger changes in LICI of the left FDI and left tibialis anterior, and in SICI of the left tibialis anterior. ConclusionAlthough both PA+Stim and PA+Sham had similar behavioral aftereffects, only PA+Stim increased cortical excitability in M1 representations of the left upper and lower limb (toward the direction of the PA aftereffect), suggesting that PA+Stim may elicit greater neurophysiological changes and generalization to lower limb than PA alone.

著者: Fisayo K Aloba, J. M. Hope, J. Spencer, M. Muthukumar, T. M. Leone, V. Parikh, P. Chen, M. R. Borich, T. M. Kesar

最終更新: 2024-12-28 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.30.24314639

ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.09.30.24314639.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた medrxiv に感謝します。

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