Japanese Journal of Biological Psychiatry Vol.31, No.2, 2020

66

特集 1

情動と痛み

脳内インターラクション─基礎から臨床まで─

3 ．情動と疼痛に関連した脳画像研究について
─基礎から臨床まで─
吉野敦雄1）

岡本泰昌1）

山脇成人2）

抄録：痛み体験は情動の影響を大きく受ける。そのメカニズムについて臨床データや脳画像データを用いたこれまでの研究を概括する。具体的には①情動が痛みに与える影響，②メカニズム探求としての手綱核の可能性，③認知行動療法の治療効果における情動の重要性，の 3 つに絞って説明する。
日本生物学的精神医学会誌 31（2）：66‑70, 2020
Key words：chronic pain，negative emotions，cognitive behavioral therapy，neuroimaging，
habenula

はじめにて，痛み刺激と表情刺激を組み合わせた実験タスク
を MRI，MEG（magnetoencephalography）にて行っ
8，9）
た（図 1） 。主観的評価では悲しみ条件において痛みの体験は情動の影響を大きく受けるとされる。また慢性疼痛に至るメカニズムとしても情動は重要な因子である。われわれも，情動が痛みに与える影響についてこれまで少しずつではあるが研究を進めてきた。それらの関係性について臨床データや脳画像データを用いてこれまで調べてきたものを概括する。具体的には①情動が痛みに与える影響，②メカニズム探求としての手綱核の可能性，③認知行動療法の治療効果における情動の重要性，の 3 つに絞って説明する。
なお，これら研究は広島大学臨床研究倫理審査委
員会にて承認されたプロトコールに従い，書面にて有意に高くなっており，脳活動では悲しみ条件において前帯状皮質，体性感覚野での活動増加，および前帯状皮質と扁桃体の機能的結合の上昇が明らかとなった（図 1）。
11）同様の実験を慢性疼痛患者に対しても行った 。
中性条件と比べた悲しみ条件における痛み刺激時の主観的評価の強さが患者群で有意に高かった。脳活動では，悲しみ条件の痛み刺激時に右島皮質の有意な活動上昇を患者群で認めた（図 2）。島皮質は痛み関連脳領域において特に痛み情報の処理に重要な5）領域といわれており ，悲しみ条件でみられた主観説明同意を行っている。プライバシーに関する守秘義務を遵守し，匿名性の保持に十分な配慮をした。

的痛みの増大は島皮質が関連していることが推測された。

1．情動が痛みに与える影響
情動は主観的な痛みもしくは痛みを感じているときの脳活動に影響を与えることは以前からいわれて1）
きた 。われわれはこれまで情動でも悲しみと痛みとの関連について検討してきた。まず健常者に対しこのように，情動は痛みに影響を与え，その関与について脳機能的なメカニズムも少しずつ解明されてきている。

2．メカニズム探求としての手綱核の可能性
近年，手綱核はうつ病などの精神疾患や慢性疼痛

Neuroimaging studies about the relationship between emotions and pain in basic and clinical research
1）広島大学大学院医系科学研究科 精神神経医科学（〒 734‑8551 広島市南区霞 1‑2‑3）Atsuo Yoshino, Yasumasa Okamoto：Department of Psychiatry and Neurosciences, Division of Frontier Graduate School of Biomedical Sciences, Hiroshima University.
123, Kasumi, Minami‑Ku, Hiroshima 734‑8551, Japan）
2）広島大学大学院 脳・こころ・感性科学研究センター（〒 734‑8551 広島市南区霞 1‑2‑3）Shigeto Yamawaki：Brain, Mindand Kansei Sciences Research Center, Hiroshima University. 123, Kasumi, Minami‑Ku, Hiroshima 734‑8551, Japan）【吉野 敦雄 E ─ mail：yoshino@hiroshima‑u.ac.jp】

日本生物学的精神医学会誌31 巻 2 号

67

実験デザイン
幸せ

悲しみ

中性

悲しみ

0.85s

1s

5s

1s

5s

1s

0.65s0.4

痛み刺激fMRIMEG

01s

2s

1s

2s-0.23s

幸せ-0.09-0.22-0.6

1s-0.8

MEG-1

表情刺激

3種類の感情をランダムな順序で1回5秒間呈示

痛み刺激

表情刺激の施行開始時間をランダム化

痛み刺激有or無ランダムで存在

有のみ

90240

痛み施行数

fMRIデータA

右前＊＊＊Bonferroni’s multiple comparison

P<0.05

悲しみ条件においてもっとも感じる痛みが強かった

MEGデータ14～20Hz（β1波）
前（％）
106

ERS

ERD

104
102

右左

痛み刺激時のMRIデータ

10098
96

後x＝-4

扁桃体

＊

2
10-1

悲しみ 中性 幸せ

P＜0.05post hoc Bonferroni
multiple comparison

2
1200-400

106400-600

ERS

左-1100

悲しみ10098

中性98

図1102

幸せ

ERD

96-200ERS

右104102

前帯状皮質において悲しみ条件の痛み刺激時の活動が有意に強く同条件にて右側扁桃体と前帯状皮質との機能的連結がみられていた

94ms＊P<0.05

106

104

悲しみ 中性 幸せ

800-1000（悲しみ＜幸せ（ERD の Power 値）；悲しみの方が有意に活動上昇を示している）

0-2600-800

ERD: event-related desynchronization, ERS: event-related synchronization
P<0.05 post hoc Bonferroni multiple comparison

右y＝-2
＊

＊

疼痛刺激 0-200
開始（0 ms）

Power
（%）

C

Parameter estimates

各表情刺激での痛み刺激時の脳活動差

y＝-16

前前帯状皮質

B-200-0

Power
（%）

x＝-4

Parameter estimates

中性悲しみ-0.4fMRI

A0.19

0.2

1s-2

各条件の主観的痛み評価

1

表情刺激04008001200

1600

悲しみ中性96
Time（ms）

2000 -200

＊
0

幸せ

ERD

400

Time（ms）

800

1200

1600

2000

悲しみが痛みに与える影響について（文献 8，9 をもとに改変）

感情条件の違いによる主観的疼痛評価

B

＊

6

患者群と健常群との課題遂行時におけるfMRIデータ比較
前部島皮質

5

海馬傍回

R

R

4

慢性疼痛
患者

1

健常者

悲しみ時／中性時 疼痛（小）において患者群で優位に高値であった（Bonferroni’s post hoc tests P＜0.05）

悲しみ時／中性時 痛み（小）（悲しみ＞中性）＊ 感情間で主効果あり（P＜0.05）◆ 交互作用みられ（P＜0.05）

悲しみ時／中性時 痛み（中）中性時の痛み（小）中性時の痛み（中）悲しみ時の痛み（小）悲しみ時の痛み（中）

0◆

図2

y＝22
1
Parameter estimates

20.5

＊

y＝‒100.6＊

痛み（強）- 悲しみ痛み（強）- 中性
痛み（小）- 悲しみ痛み（小）- 中性

＊

0
‒0.5
‒1

慢性疼痛患者

健常者

悲しみ時の疼痛（小）で患者群で有意に活動上昇がみられていた

Parameter estimates

VAS 3（0-10）

0.4
0.2
0
‒0.2
‒0.4
‒0.6

慢性疼痛患者

健常者

悲しみ時の疼痛（小）における前部島皮質との機能的結合
海馬傍回にて慢性疼痛患者で有意に結合が高まっていた

悲しみが慢性疼痛に与える影響について（文献 11 をもとに改変）

Japanese Journal of Biological Psychiatry Vol.31, No.2, 2020

68
視床下部
大脳基底核

手網核

手網核

中隔

前頭前皮質
運動抑制
回避的行動

前帯状皮質

腹側被蓋野

縫線核

ドーパミン系

セロトニン系

海馬・扁桃体ドーパミン，セロトニンの産生修飾（手網核の活動により抑制される）

大脳基底核

広範囲の脳領域に投射

意欲低下・抑うつ気分と関連の可能性

図3

手網核について認知行動療法認知行動療法の縦断的効果•セッション合計12回（週1回90分）•1グループ患者4名
1回目；
2回目；
3回目；
4回目；
5回目；
6回目；

痛みのセルフモニタリング
リラクゼーション

認知行動療法導入前の対象背景（N＝80）
年齢

自身の疼痛の悪循環への理解

性別
就労状況

行動の改善

疼痛持続期間行動活性化

50.4±13.1才
女性51名／男性29名

認知再構成

0

認知の改善

* Bonferroni’s multiple t test after ANOVA P<0.05
Error Barは標準誤差を表す＊

74.1 74.730
2058.710

待機期間 治療直前 治療直後

0

抑うつ尺度
（BDI-Ⅱ）＊

18.0 18.4 14.4
待機期間 治療直前 治療直後

QOL指標
日常生活機能 （SF-36） 日常生活機能（身体）（精神）88.6±91.1ヶ月

BDI-Ⅱ…Beck Depression Inventory - Second Edition
SF-36…short form 36
PCS…pain catastrophizing scale

11回目；
12回目；

50

1008回目；
10回目；

100

あり29名／なし51名

7回目；
9回目；

Visual analogue scale
（VAS）

500

＊

37.2

40.853.1

待機期間

治療直前

治療直後

＊

100
50041.3

41.759.4

待機期間 治療直前 治療直後

痛みへの破局視（PCS）

再発予防

50250

図4

＊

33.3

33.7

待機期間

治療直前

27.1
治療直後

広島大学における認知行動療法（文献 7 をもとに改変）

病態における役割について注目を集めている 。手綱核は視床背後部と後交連近くの第三脳室の間の間脳の背側に位置している核である。図 3 のように
1）

手綱核は腹側被蓋野，中脳縫線核などドーパミン産生細胞やセロトニン産生細胞の豊富な領域へ直接投射し，それぞれの産生を抑制させる働きがあるとさ2）れている（図 3） 。
手綱核は，主に動物実験においてネガティブな報酬予測誤差，痛みや不安などの外的もしくは内的な嫌悪刺激を受けたとき，またはそれを予測したときにこれらの細胞の発火頻度が著明に増加することが2）報告されている 。よって手綱核は，報酬・罰，ネガティブな情動に関してドーパミン，セロトニンなどの脳内モノアミンの代謝に抑制的な影響を与えることによって，回避行動や運動抑制などの行動を引き 起 こ す と 考 え ら れ て い る。 ヒ ト に お い て は，functional MRI を用いて手綱核の機能が少しずつ明らかとなってきている。例えば，Lawson らは痛み刺激予測時に手綱核の活動が増加することを報告し4）ている 。精神疾患の病態メカニズムを把握するために手綱核の活動を調べた報告もみられており ，彼らによると，痛み刺激予期時の手綱核の活動がうつ病において低下していた。その結果について彼ら3）は，うつ病では嫌悪刺激を適切に回避できず，ストレスにさらされやすい状態に陥っていると考察している。現在われわれも痛み刺激を用いた強化学習課
題を作成し，手綱核の活動について検証している。

3．認知行動療法の治療効果における情動の重要性
慢 性 疼 痛 に 対 す る 認 知 行 動 療 法（cognitive日本生物学的精神医学会誌
表131 巻 2 号

69

CBT前後の痛み変化と臨床症状との関連について
B

SE B

βP

ΔR2

CBTによる陰性感情スコア変化

5.19

2.06

0.37

0.017＊

0.44＊

CBTによるPCS変化

0.01

0.59

0.030.87

CBTによるBDI-II変化

0.43

0.72

0.130.56

CBTによるSTAI-S変化

1.370.56

0.52

0.020＊

CBTによるSTAI-T変化

-0.48

0.57

-0.190.40

CBTによるPCS変化×CBTによる陰性感情スコア変化（Z scores）

-1.01

3.20

-0.06

0.76

年齢

0.26

0.28

0.14

0.37

性別

-8.87

7.95

-0.17

0.27

B：regression coeﬃcient，SE：standard error，β：standardized β coeﬃcient，
PCS：pain catastrophizing scale，BDI-Ⅱ：beck depression inventory-second edition，
STAI-S：state-trait anxiety inventory－state anxiety，
STAI-T：state-trait anxiety inventory－trait anxiety，and CBT：cognitive behavioral therapy.
P < 0.05（a multiple regression analysis）＊

痛みの変化を感じたときの状況 痛みの種類（強さ）

痛むときの考え（強さ）

悲しい・むなしい・不安・恐怖
怒り・イライラ・その他
（）

①＿月＿日
＿曜日
①セッション2から痛むときの感情

（）

（）

（）

（）

悲しい・むなしい・不安・恐怖
怒り・イライラ・その他（）

気づき
痛むときの感情
痛みの強さ

最も強い 1098765432◦✓
1なし 0

セッション5から追加

呼吸法 筋弛緩法

セッション4から追加

0 1234
痛み

567緊張

8910

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 時

こ1 ＿＿分（ ）→（ ）（ ）→（ ）か1 ＿＿分
こ2 ＿＿分（ ）→（ ）（ ）→（ ）こ3 ＿＿分（ ）→（ ）（ ）→（ ）き1 ＿＿分（ ）→（ ）（ ）→（ ）か2 ＿＿分
き2 ＿＿分（ ）→（ ）（ ）→（ ）き3 ＿＿分（ ）→（ ）（ ）→（ ）図5behavior therapy：CBT）の有効性は，多くの研究
6）により実証されており ，当院でも 2011 年から集団 CBT を行っている（図 4）。しかしながら CBTがどのような機序で臨床的効果をもたらすかについてはまだ不明な点が多い。よって今回は，臨床症状における CBT の治療効果の関連について考察す7）
る 。対象者は 2017 年 3 月までに当院で CBT に参加した慢性疼痛患者である。痛みの CBT による変化を目的変数とし，抑うつ尺度，不安尺度，破局的思考の尺度，ネガティブな情動の CBT による変化，性別，年齢を説明変数として重回帰分析を行った（表1）。ネガティブな情動のスコアはセッション 2 か7，10）のらセッション 12 まで記載を行った痛み日記
項目を用いた（図 5）。ネガティブな情動のスコア

楽しい活動

痛み緊張（）→（）（）→（）（）→（）（）→（）

セッション6から追加

痛み日記をセッション終了まで継続して記載していた 38 名を解析の対象とした。結果では，CBT によるネガティブな情動の変化は痛みの CBT による変化と関連性がみられていた（β ＝ 0.37，P ＜ 0.05）（表 1）。
今回の結果から慢性疼痛の CBT への効果としてネガティブな情動の改善が重要であることが示唆された。

おわりに以上のように，慢性疼痛において情動は大変重要な役割を担っている。また基礎研究と臨床の融合という意味で手綱核の存在も今後クローズアップされる可能性がある。他科からも望まれているところでJapanese Journal of Biological Psychiatry Vol.31, No.2, 2020

70

あるが，われわれ精神科医が慢性疼痛に対して研究から臨床まで幅広い視点から携わることは大変重要

chological therapies for the management of chronicであると考える。
本稿について開示すべき利益相反は存在しない。

tabase Syst Rev, 11：CD007407.

pain（excluding headache）in adults. Cochrane Da7 ）Yoshino A, Okamoto Y, Jinnin R, et al（2019）Therole of coping with negative emotions in cognitive be-文献havioral therapy for persistent somatoform pain dis-1 ）Acheson DT, Gresack JE and Risbrough VB（2012）order：is it more important than pain catastrophiz-

Hippocampal dysfunction effects on context memory：possible etiology for posttraumatic stress disor-

ing? Psychiatry Clin Neurosci, 73：560‑565.
8 ）Yoshino A, Okamoto Y, Onoda K, et al（2012）Sad-der. Neuropharmacology, 62：674‑685.

ness enhances the experience of pain and affects2 ）Hikosaka O（2010）The habenula：from stress eva-

pain‑evoked cortical activities：An MEG study. JPain, 13：628‑635.

sion to value‑based decision‑making. Nat Rev Neu-9 ）Yoshino A, Okamoto Y, Onoda K, et al（2010）Sad-rosci, 11：503‑513.
3 ）Lawson R, Nord C, Seymour B, et al（2017）Dis-ness enhances the experience of pain via neural acti-

rupted habenula function in major depression. Molvation in the anterior cingulate cortex and amygda-Psychiatry, 22：202‑208.

la：An fMRI study. NeuroImage, 50：1194‑1201.

4 ）Lawson RP, Seymour B, Loh E, et al（2014）The10）吉野敦雄，岡本泰昌，神人蘭，他（2017）身体症

habenula encodes negative motivational value associ-状 症 の 認 知 行 動 療 法． 精 神 科 治 療 学，32：1073‑1079.

ated with primary punishment in humans. Proc Natl11）Yoshino A, Okamoto Y, Yoshimura S, et al（2013）

Acad Sci, 111：11858‑11863.
5 ）Segerdahl AR, Mezue M, Okell TW, et al（2015）

Distinctive neural responses to pain stimuli during

The dorsal posterior insula subserves a fundamental

induced sadness in patients with somatoform painrole in human pain. Nat Neurosci, 18：499‑500.

disorder：An fMRI study. Neuroimage Clin, 2：782‑6 ）Williams A, Eccleston C and Morley S（2012）Psy-789.

■ ABSTRACT
Neuroimaging studies about the relationship between emotions and pain in basic and clinical research

Atsuo Yoshino

1）

Yasumasa Okamoto

1）

Shigeto Yamawaki

2）1）Department of Psychiatry and Neurosciences, Division of Frontier Graduate School of Biomedical Sciences, Hiroshima

University2）Brain, Mind and Kansei Sciences Research Center, Hiroshima University
Pain experience is strongly affected by emotions, and especially, negative emotions cause more painful perception. And
as mechanisms of linking to chronic pain, negative emotions are also important factors. We have been gradually studying
the association between negative emotions and painful perception, and we will review these relationship by using clinicalsymptoms and neuroimaging data.
Our studies have been approved by the Hiroshima University ethics committee.
（Japanese Journal of Biological Psychiatry 31（2）：66 ─ 70, 2020）