『運動錯覚』というのを聞いたことがあるでしょうか？
近年、この運動錯覚が整形・中枢問わずリハビリテーションの場面で応用されることが多くなってきています。
そこで、今回はこの運動錯覚のメカニズムと実際の臨床応用に関して解説していきたいと思います。
運動錯覚を用いたリハビリテーション戦略
関節が動くから「動いた」と感じるのか？
筋肉や関節内に散りばめられた筋紡錘や腱紡錘は、身体意識、特に動きに関する感覚の生起に重要な役割を果たしている。
身体運動学～知覚・認知からのメッセージ～ 著：樋口貴広.森岡周
私たちの身体における関節運動には様々な動きがあり、それに伴って関連する筋肉は縮んだり伸ばされたりします。（例えば上腕二頭筋が収縮すると肘は屈曲、伸張されると肘は伸展する）
このように円滑な関節運動を担う役割として存在するのが‟筋紡錘”です。筋紡錘の役割は、『筋の伸張度合い(長さ)を感知する』ことであり、滑らかな関節運動を可能とするように常に筋肉の監視役を担っています。
私達が目を閉じても関節の位置覚や運動覚が鮮明に分かる理由には、この筋紡錘が筋肉の状態を常に脳に送り続けてくれているからです。
しかし、実は…仮に、関節運動が生じていなくても筋紡錘が筋の伸張度合いをキャッチすれば、容易に人は『関節が動いた』と身体意識の変化を感じることが出来ます。
これが、今日のテーマである『運動錯覚』です。
上腕二頭筋の振動刺激による運動錯覚
1972年Goodwinらはある実験を行いました。
眼を閉じてください。これから上腕二頭筋に振動刺激を与えますが、何が起きると思いますか？
え、ただ振動きてるなーって感じるだけでしょうか…？
実際に、上腕二頭筋に対して振動刺激を行うとどうなったか。
正解は、肘関節が屈曲したのです。
これは、“緊張性振動反射(TVR)”と言われるもので、振動刺激に対して筋紡錘は敏感に反応するためこのような現象が生じます。
では、次です。以下の図のように肘関節が屈曲しないように固定した上で、上腕二頭筋に振動刺激を与えると何が起きると思いますか？
うーん…先程と同じように肘が屈曲して本が持ち上がる。でしょうか？
正解は…
このように、肘が伸展していくような『錯覚』が本人には生じます。
ポイントは、『錯覚』であることから実際に肘が伸びているわけではありません。
なぜ、このようなことが生じるのか？？
メカニズムを以下にまとめます。
①振動刺激を上腕二頭筋に与えると、TVRによって本来収縮し肘関節の屈曲運動が起こるが、本によって固定されていることでそれが生じない。
②結果、振動刺激自体が筋にとっては『伸張刺激』に変化する
③すると、『上腕二頭筋が伸張されている』と筋紡錘がその情報をIa求心性ニューロンを通して脳に送る。
④その結果、実際に肘関節は動いていないにも関わらず『上腕二頭筋が伸張されているということは=肘が伸びている』と、身体意識としては肘が伸びているといった運動錯覚が生じる。
ピノキオ錯覚
先ほど行った運動錯覚の実験。Lacknerはそれを少しアレンジしました。
振動刺激を行う方の手で鼻をつまむと一体どうなると思いますか？
肘の屈曲は鼻をつまんでいるので出来ないから…さっきと同じで肘が伸びる錯覚が起きると思います！
ふふふ…正解はこのようになりました。
➪つまんだ鼻が伸びるような運動錯覚が生じたのです。
これが『ピノキオ錯覚』です。
ただ、生徒の子が言うように鼻をつまむことで肘関節が屈曲することは出来なくなるため、先ほどの実験と同じように、伸展するような運動錯覚が起きるのでは？と思うのですが、この実験の参加者全員は「鼻をつまんでいることはわかっている」ので、腕が動かないことは直感的に理解できています。
つまり、肘が伸展しているなんて思わないのです。
また、実験参加者は「自分の鼻が物理的に伸びないことは分かっている」にも関わらず、でも鼻が伸びたという運動錯覚が生じた。なぜ、このような錯覚が生じるのでしょうか…
一つ一つ順を追って説明していきます。
①上腕二頭筋の振動刺激により肘は屈曲する。(これは緊張性振動反射によるもの)
②しかし、振動刺激を行う腕は指先で鼻をつまんでいるから実際には屈曲できない。
③となれば最初の実験のように『肘が伸びた』という運動錯覚が生じるはず。
④ところが、鼻をつまんでいるため指先の体性感覚情報から指先が鼻から動いていないことは分かる。(つまり肘は伸展していない)
⑤また、頚部の体性感覚情報などから頭部全体が動いていないことも分かる。(もし肘が伸展したのなら頭部は前方に引っ張られる)
こういった感覚が同時に起きた時、人の脳はどうするかというと…
矛盾が生じないように解釈します。
つまり・・・・
『鼻をつまんだ状態であるにも関わらず肘が伸展していくということは、鼻が物理的に伸びたに違いない』と解釈してしその結果、『鼻が伸びる』という運動錯覚が生じることになるのです。
ピノキオ錯覚の現象は、脳が感覚入力情報に対して論理的、総合的な解釈を加えた産物として身体意識を生起させていることを分かりやすい形で示している。
知覚・認知と運動支援～リハビリテーションへの応用を目指して～ 著：樋口貴広
運動錯覚を応用したリハビリテーション
橈骨遠位端骨折に対するリハビリ
橈骨遠位端骨折に限らず、骨折後というのは基本的に固定されることから患部を動かすことができません。
しかし、これによって長期にわたる不動が生じると、学習性の不使用といって患部を使わないことを脳が学習し、それにより疼痛が慢性化する可能性が出てきます。
※学習性の不使用に関しては、今後書いていきます。
そこで、この固定期間中に学習性の不使用を生じさせないための方法論として発表されたのが『運動錯覚』です。
要は患部そのものは動かせないけれど、脳には「動いている」という錯覚を生じさせれば学習性の不使用は防げるのではないかというロジックです。
で、実際にこの効果が示されたことから、近年少しずつこの方法が増えてきています。
では、以下にそのメカニズムを解説していきます。
①非罹患側の総指伸筋に振動刺激を与えると総指伸筋が伸張される
②総指伸筋の伸張であるため、手関節は『掌屈』しているという錯覚が生じる
②しかし、両手を合わせているため掌屈すると罹患側の手掌とぶつかってしまう。
③非罹患側が掌屈するということは罹患側は背屈しなければ成立しないので、何もされていない罹患側に背屈という運動錯覚が生じる。
④つまり、実際に手そのものは動いていないが、罹患側にも動いているという錯覚が生じる
最後に
以上が、振動刺激を用いた運動錯覚のメカニズムとその臨床応用の例になります。
最後に述べた臨床応用に関しては、今井亮太さんが執筆された『橈骨遠位端骨折に対する運動錯覚』という原著論文にその詳細が書かれています。
もし、ここまでの内容に興味を持たれた方がいましたらぜひこちらの論文を一度読まれてみてください(^^)
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