見込み的循環調節を担う中枢機構の探索　－皮質前頭前野の役割－

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運動時における循環機能の調節メカニズムとして、運動指令と関連して脳高位中枢から下降するセントラルコマンドがある。セントラルコマンドは、随意運動開始時に活動筋および非活動筋への血流量を増加させる。これまでの研究で、ヒトの随意運動開始に先行して、大脳皮質前頭前野で脳血流量上昇が生じることを報告した。研究1として、この前頭前野の脳血流量増加が、セントラルコマンドの発生源の活動を反映しているのかについて調べた。また、研究2として、セントラルコマンドの手の巧緻運動時における非活動上肢筋の血流量応答への影響を調べた。研究1では、脳活動に伴う局所脳血流量変化の指標として、大脳皮質前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度(Oxy-Hb)を近赤外分光法を用いて計測した。先行研究で、セントラルコマンドは運動強度や活動筋量に依存して循環応答を増強することが報告されていた。セントラルコマンド発生源の活動も運動強度や活動筋量に依存していると考えられる。他方で、運動開始に先行する皮質前頭前野の脳活動増加は、運動強度、活動筋量の何れとも関連しなかった。皮質前頭前野はセントラルコマンド発生に関わる領域であるが、同領域から直接自律神経系の効果器に向けたコマンドが出力されていないことを示唆した。研究2では、筋血流量の指標として、手指巧緻動作時の非活動上肢筋のOxy-Hb応答を調べた。その結果、セントラルコマンドは手指の巧緻運動時に非活動上肢筋のOxy-Hbを増加させた。Oxy-Hbの増加は、特に上肢遠位筋で顕著に認められた。手の巧緻運動時には、上肢粗大運動と比べて、特に遠位筋への運動コマンドが動員される。すなわち、上肢遠位筋に対する強い運動コマンドに同期してセントラルコマンドが発せられ、その結果、遠位筋での大きな血流量増加が引き起こされることが示唆された。