原田隆 之・ほか：接 触における能 動 性の有 無が知覚閾 値に及ぼ す 影 響

研究報 告117

第 18 回愛知県理学療法学術大会・学術大会賞受賞論文

接触における能動性の有無が知覚閾値に及ぼす影響 *原田隆之 1）・ 平井達也 1）・ 千鳥司浩 2）・ 渡邊紀子 1）・ 星野雅代 1）・ 井上大輔 1）・
上野愛彦 1）・ 田中知美 1）・ 木村友一 1）・ 村雲聡江 1）・ 下野俊哉 3）【要旨】

本研究の主目的は， 触圧覚検査において接触における能動性の有無が知覚閾値に及ぼす影響を明らかにすることである． 対象は健常若年成人 15 名 （平均年齢 23.5 ± 2.5 歳 ) とし， Semmes-Weinstein Monoﬁlament を使用して実験者がモノフィラメントを接触させる受動的条件と， 対象者が動的にモノフィラメントへ接触する能動的条件の 2 条件で触圧覚知覚閾値を評価し， 再現性と知覚閾値について検討した． 結果は， 両条件ともに 1回目と 2 回目の結果が 2 段階以内であり再現性に問題はないと考えられた． 知覚閾値においては能動的条件の方が低い値であった者が有意に多かった． 以上のことから， 触圧覚の定量的検査として再現性は良好である
こと， 知覚閾値は能動的条件が受動的条件より低いことが示唆された．

キーワード ： 感覚検査 ・ Semmes-Weinstein Monoﬁlament ・ 知覚閾値

はじめに念と， 中枢における運動野， 感覚野といった機能局

19 世紀末に触覚研究が始まって以来， 触覚は受身の状態で皮膚に加わる圧の問題であると考えられてきた． そのため従来， 知覚と運動は切り離して個別
1)

在論的概念により， 受動的な感覚検査が， 現在のリハビリテーションにおいても主流となっている．
しかし， 近年知覚と運動を切り離して考える概念的に研究が進められてきた ． 特に生理学の分野でに対して，反証的研究報告が数多く提出されている．

は， 感覚様式個々に対応した受容器が発見され， 感内藤ら 4, 5) は， 適切な周波数 （80Hz 付近 ) の振動刺激

覚は受身の過程としてとらえられてきた （要素感覚を皮膚上から四肢の腱に加えると， 自ら運動せずと理論）2)． 1951年には脳外科医のペンフィールド 3) が，もあたかも四肢が動いたかのような運動錯覚を惹起覚醒したヒトの脳外科手術中に大脳皮質を電気刺激でき， その際に， 脳の運動関連領域が活動したと報し， 運動が生じる領野と感覚が生じる領野が異なる告している． 従来まで， 四肢からの体性感覚情報処ことを実証した． このような要素感覚理論という概理には一次体性感覚野を中心とした体性感覚領野のネットワークが主に関与すると考えられてきたが，＊ Influence of the activeness on perceptual threshold in
healthy adult subjects.
1） 医療法人田中会西尾病院リハビリテーション科
Department of Rehabilitation, Nishio Hospital
Takayuki Harada, RPT. Tatsuya Hirai, RPT.
Noriko Watanabe, RPT. Masayo Hoshino, RPT.
Daisuke Inoue, RPT. Naruhiko Ueno, RPT.
Tomomi Tanaka, OTR. Yuichi Kimura, OTR.
Satoe Murakumo, ST.
2） 中部学院大学リハビリテーション学部
Chubu Gakuin University
Kazuhiro Chidori, RPT.
3） 星城大学リハビリテーション学部
Seijoh University
Toshiya Shimono, RPT

これらの研究は， 四肢の筋紡錘からの運動感覚情報処理 （四肢運動知覚 ) には， 体性感覚野のみならず一次運動野を中心とする運動領野のネットワークが重要であることを示している． 知覚における接触方法
について岩村 6) は， 被験者の皮膚では触 ・ 圧 ・ 温覚受容器を個別に刺激する事も可能であるが， これは日常生活では起こらないこと， 外界を知覚するために能動的に触れることを指摘している． J.J.Gibson 7)も同様に，環境の知覚において能動的触覚 （アクティブタッチ ) の重要性を提唱している． つまり， 私た
ちは多くの感覚器を通じて得られた外界の情報を基に運動しており， また， 外界の情報を得るために運動をすることで様々な運動が可能となるということ

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である （知覚運動連環 )．
このことから， 運動を扱うリハビリテーションにおいて受動的な知覚検査のみでは一面的な評価にしかならず， 能動的な知覚がより重要であり， 十分に研究されるべきテーマであると考えられる．
しかし， 能動的な知覚についての研究は， 受動的な知覚以上に様々な影響される要因があることから取り組むことが難しく， 現在まであまり行なわれていない． 能動的知覚の研究報告は， テクスチャーや形の知覚 8) といった質的評価のみで， 定量的評価の報告は我々が渉猟しえた範囲ではみられない．
また， 触覚の評価の信頼性についても十分に検討
図 1． 実験環境されているとは言い難い． 現在， 推奨されている受動的触覚検査の方法論的問題は少なくとも 2 点考えられる． 一つ目は， 既存の受動的な閾値検査方法 9)（図 1)． 検査部位は， 事前にマーキングした利きにおいては， 刺激が分かるか分からないかの 2 件法

手の示指指腹中央部とした． 検査器具は， Christyであるため偶然に当たる可能性 （チャンスレベル )Manufacturing 社製 Semmes-Weinstein Monofilamentが生じうるということである． 二つ目としては， 検20 本セット （以下 SWM） を用いた． SWM は， 触圧査結果から求める知覚閾値の判断基準が報告によっ覚の検査として臨床で広く使われており， 検査部て様々で統一されておらず， 各々の方法に対する信位へ 1 本のフィラメントを接触させ接触の有無を頼性が検討されていないということである． モノ答えさせる検査器具である． 20 本セットの場合，フィラメントを用いた先行研究の判断基準では， 3

製品番号 No.1.65 から No.6.65 まであり， 製品番号回刺激し 3 回とも知覚可能を閾値とするものや 10)， 3によって加わる力が段階付けされている． 製品番

回刺激し2回の知覚可能で閾値とする 11) 報告がある．

号は， 力 （g) を対数変換した値であり， 順序は等臨床においては正確な検査結果が要求されるべきで間隔ではない． また， 製品番号が大きくなるに従あるにも関わらず， 方法論的問題が検証されておらい加わる力が大きくなっていく様に作られており，ず， 信頼性 ・ 妥当性について解決する必要があると知覚閾値を定量的に示すことが出来るとされる検考えられる．

査器具である．

そこで本研究の目的は， 触覚の定量的検査方法に接触条件は， 受動的な接触 （以下， P 条件 ) と能ついて吟味するとともに， 受動的条件と能動的条件動的な接触 （以下， A 条件 ) とし， P 条件では， 中間での知覚閾値の違いについて検討することとした．

位で静止している示指に対して， 検者が検査部位へと接触させた． A 条件では， 対象者に示指 MP 関

対象節のみの動きを行わせ， それに対して検者が調整対象は， 皮膚に異常がなく神経学的疾患がないし検査部位へと接触するようにした （図 2)． 接触方健常若年成人 15 名 （平均年齢 23.5 ± 2.5 歳 ) とした法について事前に行った pilot test より， 検査結果

（表 1)． 対象者には， 本研究の主旨を説明し同意をに与える影響因子として以下の 4 点が考えられた．

得た．

①スピード ： 速くなることによって， 接触位置がバラつきやすく， 物理的にも力＝質量×加速度の表 1． 対象者の基本情報

年 齢23.5 ± 2.5 歳

性 別
男：女＝ 6：9

公式から圧も変化することが予想された． ②接触
利き手
右手 15 名部位 ： 部位によって感受性は異なる 12)． ③検者 ：実施方法のバラつきがある． ④疲労 ： 精神的 ・ 身
体的疲労による集中力の低下． これら 4 点の影響に対して， 可能な限りゆっくりとした速さで， マーキングした部位へと接触するように対処した． 検方法者による影響に対しては， 全ての検査を同一検者対象者は， 静かな個室にて安楽座位をとり， 前が行うようにした． また， 疲労の影響に対して各腕回内位にて前腕および示指以外の手指を机上条件の検査前後に精神的 ・ 身体的疲労感を numericに設置した台に置き， アイマスクにて遮眼した

rating scale にて 10 段階で答えさせ， 著明な変動が

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原田隆 之・ほか：接 触における能 動 性の有 無が知覚閾 値に及ぼ す 影 響の人数分布の違いをχ2 検定にて解析し， Yates のP 条件補正をおこない検討した． 両検定とも， 有意水準は 5％未満とした．

結果

1) 再現性 （表 2)
2 回の測定値を比較し， P 条件では差なしが 9 名，1段階の差が6名であった．A条件では，差なしが3名，1 段階の差が 11 名， 2 段階の差が 1 名であった．

A 条件

表 2． 各条件における 1 回目と 2 回目の測定の変動

図 2． 各条件の接触方法あった場合は検査を中止するようにした．

差なし

1 段階

2 段階

P 条件

9名

6名

0名

A 条件

3名

11 名

1名

2) 知覚閾値
個々の対象者で P 条件と A 条件の知覚閾値を比較したところ， P 条件の方が低値 1 名， A 条件の方実験手順は， SWM20 本中最小である製品番号が低値 7 名，差異なしが 7 名であった． 中央値では，No.1.65から5回ずつ（うち2回は無作為に接触なし)

P条件0.161gでA条件0.072gであり，有意差（p＜.05)

計測し， No.1.65 → No.2.36 → No. 2.44 → No.2.83…

が認められた （表 3)． また， P 条件と A 条件の閾値と 1 段階ずつ上昇させていった． 教示内容は， 「触を中央値 0.161g 以上と 0.072g 以下に分けた際の人るときと， 触らないときがあります． 触った感じ

数分布に有意差 （p ＜ .05) が認められた （表 4)．

があればすぐに返事をしてください．」 とし， 5 回

尚， 精神的 ・ 身体的疲労感は， numeric rating

すべてにおいて 「今はどうでしたか」 と質問した．

scale にて全対象者の最小値と最大値の変動が 3 段

回答方法に関しては， チャンスレベルの問題を考階以内であった．

慮し， 知覚の可否をより厳密に評価するため， 5 回
中 3 回を接触有り， 2 回を接触無しに分け， さらに

表 3． 各条件の閾値

「触った」 「触っていない」 の 2 択では偶然に正答す

中央値る確率が 50％であるため， 「分からない」 を選択肢に入れることでチャンスレベルを低くした． P 条

P 条件

件と A 条件を交互に， また， 対象者毎にランダム

A 条件に計 2 試行ずつ実施した． 知覚閾値の定義は， 接触の有無を 2 段階連続で 100％識別可能であった値

0.161

最小値

最大値

最頻値

0.039

0.161

0.161

0.072

0.161

0.072

*0.072

単位：グラム（g） *：p <.05とし， 1 回目と 2 回目が異なる場合は高い値を選択した． 得られた知覚閾値を， SWM に付属されたグ表 4． 両条件における閾値の人数分布

ラム換算表に基づき製品番号を対応する力 （g) に換

0.072g 以下

0.161g 以上

P 条件

2名

13 名

A 条件

9名6名

算した． データの扱いに関して， 通常， 力 （g) は比率尺度であり， 数値データとして扱うことが可能であると考えられるが， SWM は 20 本の 20 段階で，その段階の間隔は一定でないこと， 及び方法として下の段階 （細い SWM) から刺激を開始する上昇法

Yates の補正：p <.05のみで検査を行っているため， 順序尺度として扱うものとした． データ分析は， 1) 再現性 ： 各条件

考察の 1 回目と 2 回目の値の比較， 2) 知覚閾値 ： 各条件

本研究結果より， 健常若年成人においては， 能をウィルコクソン符号付順位和検定にて比較した．

動的な接触は受動的な接触に比べて， 知覚閾値がまた， 得られた知覚閾値を中央値で分け， 各条件低い事が定量的に示された． この結果に対して，

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や筋 ・ 腱受容器に伸張が発生することは少ないと考以下に考察する．

えられた． これらのことから， 今回の研究結果にお定量的検査方法について冒頭で述べたように従来の知覚閾値の決定にお節のメカノレセプターなど， 末梢レベルの影響は少いて， チャンスレベル， 判断基準といった点でのないと考えられる．

いては， 知覚閾値に対する筋 ・ 腱の固有受容器， 関方法論的問題が考えられた． そのため本研究では，その結果， 本研究の受動的条件の知覚閾値の中央中枢神経系における処理過程について一方， 中枢レベルで知覚閾値に及ぼした影響と値は No.3.22 であった． Bell-Krotoski 13) は， 触覚のしては， 運動の準備状態の有無が考えられる． 能正常を No.2.83 と定義しており， 本研究結果は， 1

動的条件は運動の意図を伴う事による運動準備電段階閾値が高い結果となった． その理由としては，位， 遠心性コピーの働きが生じると考えられた．

チャンスレベルを低くした点， 知覚閾値の判断基

Deecke と Kornhuber 16) は， 自発的な随意運動を自準を 2 段階連続で 100% 識別可能であった値を設定分のペースで行なわせた場合に運動開始から約 1した点が推測出来た．

秒も先行して陰性緩電位が生じていることを記録

事前に問題点を考慮した上で知覚閾値を評価した．

し， 運動準備電位 （Bereitschaftspotential:BP) と名付
再現性についてSWM は手の知覚評価に対し広く用いられ， 既存けた． 運動の準備状態では， 刺激受容に対する知の検査法の中で刺激の定量化とその再現性という二つの脳内内的過程が処理されていると考えられ点で最も優れ， 信頼できる検査法であると述べらている． 知覚的準備とは， 信号の予測により選択

14)

覚的準備 （perceptual set) と運動準備 （motor set) のれている ． しかし， 我々が渉猟しえた範囲内で，的注意や覚醒度合いなどを高めることによって，SWM の信頼性や再現性について， 本邦で原著論文

信号の知覚 ・ 検出など， 知覚過程の効率を高める

15)はことである． 運動準備とは， この後行うべき運動

健常成人 28 名の拇指から小指の指腹中央部， 計の様式にあわせて， 運動の計画や構成をおこなっ280 指を対象に再現性について報告している． 結果たり， または運動の出力にかかわる器官の効率をは， 2 段階以内の変化が 96.8％を占めており， この高めたりする過程である 17)． 本研究における条件として報告されたものはみられない． 奥村ら間の変化は被験者の精神状態， 集中度， 学習効果間の違いは， この様な準備状態の違いであると考が要因となって現れうる結果である， と推測してえられた．

いる． その点に対して， 本研究では疲労感が大き

遠心性コピー （efference copy) は運動指令の一部く変動する者はみられず， 疲労の影響は除外されが体性感覚野へ投射され， 筋活動より先行して体ていると考えられる． その結果， 本研究において性感覚野が活動する事によって知覚過程に影響をも，両条件ともに全対象者2段階以内の変化であり，及ぼす可能性が指摘されている． 遠心性コピーが本検査方法の再現性は比較的高いと考えられた．

体性感覚野へ投射されているかどうかについて，Soso MJ ら 18） は無麻酔のサルを訓練して， 自発的に条件の違いによる知覚閾値への影響について
本研究において， 得られた閾値を中央値で分割感覚野のニューロンの発火の時間的な関係を調べし， 人数の分布を検討したところ， 能動的に接触すた． 結果は， 能動性の違いにより， 感覚野の閾値る条件の方が， 低い閾値を示す者が多くなり， 能動が変化することが示され， 体性感覚野に対する遠肘の屈伸を行わせた時の， 上腕筋の筋活動と体性的条件は受動的条件より触圧覚の感受性が高くなる心性コピーの影響が想定される． 本研究の結果も，ことが示唆された． 一般に受動と能動の条件の違い

この遠心性コピーの有無による閾値の違いが影響

は， 動きを伴うか否かであり， 筋， 腱， 関節などのしているのではないかと考えられた． 以上のこと

固有受容器の興奮の有無であると考えられる． しかより， 能動的な接触と受動的な接触は， 中枢神経し， 本研究で行った受動的条件においては示指を中系の処理過程に差異を生じ， そのことが， 知覚閾間位に保つ必要があるため筋活動は生じていると考値に影響を与えていると考えられた．

えられた． また， 能動的条件においても可能な限りたと考えられた． さらに， SWM の刺激は非常に微

今後の課題
本研究方法では， SWM 使用にあたって上昇法の小であるため関節に対する抵抗は少なく， SWM がみで行ったため， データを順序尺度として扱った．

接触することによる関節への回転運動 （モーメント )そのため， データ解析が限定され受動的な接触とゆっくり動かすことで， 筋活動は最小限に抑えられ原田隆 之・ほか：接 触における能 動 性の有 無が知覚閾 値に及ぼ す 影 響
能動的な接触の違いによる閾値の差を， 客観的に判断する決定力に欠けた． 今後， 様々な方法で閾値測定の信頼性を検証し， その上で， 条件による変動について検討する必要がある． また， 結果においては， 脳波， fMRI 等を用いて脳内活動を観察121バイオメカニズム学会誌 31: 178-185, 2007.
6) 岩村吉晃 ： タッチの生理学． 理学療法 17: 893900, 2000．
7)Gibson JJ: Observations on active touch． Psychol
Rev 69: 477-491, 1962.

していない点， 筋電図を用いて筋活動の影響の有

8)Heller MA， Rodgers GJ， Perry CL ： Tactile

無を検討していない点などから， 考察で述べた内

pattern recognition with the Optacon ； Superior

容はあくまでも推察であり， 今後検証される必要

performance with active touch and the left hand．

性がある． 信頼性では検者 1 名でしかデータを取っNeuropsychologia 28: 1003-1006, 1990．ておらず検者間信頼性を検討していない． 今後，

9) 中田眞由美， 岩崎テル子 ： 知覚の評価． 知覚を複数の検者で行い信頼性の検討をしていく必要性

みる ・ いかす－手の知覚再教育－， 協同医書出版があると思われる． また， 一般的に， 高齢になる社， 2007, pp54-57．

につれて感覚受容器の減少等で知覚閾値は高くな

10) 山﨑和博 ： 高齢者の足底感覚の特徴－ Semmes-ると言われている 19) が， 受動的な接触と能動的なWeinstein Monofilaments での検討－． 理学療法

接触での知覚閾値を検討している報告はみられな

学 33: 320, 2006．

いため， 加齢の影響についても検証していく必要

11) 坂田祥子 ： 脳卒中片麻痺患者の触覚検査 ‐ 毛筆と SW 知覚テスターを用いた検査結果の検討 ‐ ．

性がある．

作業療法 19: 290, 2000．

まとめ12)A.Lee Dellon, M. D ： 手の知覚検査． 知覚のリハ

今回， 健常若年成人において SWM を用い， 能動的条件と受動的条件での知覚閾値について評価しビリテーション－評価と再教育－， 協同医書出版社， 1996, pp161-180．

た． 結果， 再現性は良好であり， 能動的な接触は13)Bell-Krotoski JA ： Sensibility testing with the

受動的な接触より知覚閾値が低い事が定量的に示Semmes-Weinstein monoﬁlaments. In ： Mackin EJ,された． その要因としては， 運動を伴うことによet al （ed), Rehabilitation of the hand and upper

る脳の処理過程の違いの影響が考えられた． 今後

extremity, 5th ed, C. V. Mosby, St. Louis, 2002,

は， 信頼性をさらに高めるための方法について検討し， 高齢者を対象に加えて加齢が知覚閾値にどのような影響を及ぼしているのかを検討していく

pp194-213.
14) 中田眞由美 ： 手の知覚検査． OT ジャーナル 28:737-739, 1994．

必要があると考えられた．

15) 奥村修也 ： Semmes-Weinstein Aesthesiometer の参考文献

16)Deecke L et al: Distribution of readiness potential,再現性に関する検討． 作業療法 14: 154, 1995．
1) 乾 敏郎 ： 知覚と運動． 乾 敏郎 （編）， 認知心理pre-motion positivity, and motor potential of the学 知覚と運動， 東京大学出版会， 1995， pp1-13.

human cerebral cortex preceding voluntary finger

2) 岩村吉晃 ： タッチの感覚． 山鳥重， 彦坂興秀 ・他 （編）， 神経心理学コレクション

タッチ， 医学書院， 2001, pp1-24．
3)Penﬁeld W, Welch K: The supplementary motor areaof the cerebral cortex, a clinical and experimentalstudy. Archives of Neurology: Psychiatry, 66: 289317, 1951.
4)Naito E, Ehrsson HH: Kinesthetic illusion ofwrist movement activates motor-related areas.
Neuroreport 12: 3805-3809, 2001.
5) 内藤栄一 ： 身体運動像の獲得に体性感覚入力が果たす役割－ニューロイメージング研究から－．

movements. Exp Brain Res, 7: 158-168, 1969.
17) 武井智彦 ： 脳における運動の準備状態． 西平賀昭， 大築立志 （編 )， 運動と高次神経機能－運動の脳内機能を探検する－， 杏林書院， 2005，
pp23-28．
18)Soso MJ， Fetz EE : Responses of identiﬁed cells
in postcentral cortex of awake monkeys during
comparable active and passive joint movements.
J Neurophysiol 43: 1090-1110， 1980.
19) 岩村吉晃 ： 老化と触覚 ・ 振動覚． セラピストのための基礎研究論文集 2

生存と自己表現のための知覚， 協同医書出版社， 2000， pp125-134．