特集福島：眼球運動からみた社会脳の障害

941

眼球運動からみた社会脳の障害
福島 順子

社会性の障害には，自閉症スペクトラム障害（autism spectrum disorder : ASD），統合失調症，また，schizoid personality disorder, schizotypal personality disorder などが含まれるが，どれも heterogeneous な障害である．ASD は，脳の発達障害が想定されているにもかかわらず
その脳機能病態についてはいまだ明らかではない．一方，統合失調症はその病態進行に応じて脳の形態学的所見があることが最近報告されており，その機能障害のメカニズムも明らかになりつつある．今回は衝動性眼球運動（saccade）を用いて，ASD と統合失調症の間にどのような違いがあるかを調べた．成人 ASD 13名について以下の眼球運動検査を行い，健常対照群の眼球運動の成績と比し た．課 題 は，① visually‑guided saccade，② anti‑saccade，③ memory‑

guided saccade を行った．Visually‑guided saccade では，潜時，正確さ，最高速度のいずれにおいても ASD 群と健常対照群の間に有意差はなかった．Anti‑saccade のエラーが，ASD 群では平均 37.3±28.6％，健常群 13.8±14.1％と有意に ASD 群で多くみられたが，健常群の平均値＋2SD を越える例は，13例中 5例であった．Anti‑saccade の他のパラメーターに有意の差はなかった．一方，統合失調症において，visually‑guided saccade には異常がないにもかかわらず，anti‑saccade，memory‑guided saccade において，反射性 saccade の抑制困難によるエ
ラーや，正しく行われた場合にも潜時が延長することが多くの研究によって確認されている．これは抗精神病薬のためではなく，治療によって改善すること，発病していない家族においても健常対照群との間に差が認められること，統合失調気質の例にも同様にみられることから，遺伝子との関連も考えられている．この異常が前頭葉眼球運動領域の限局性障害例で出現することや，
anti‑saccade のエラーと脳画像における前頭葉領域の異常に関連する多数の報告がある．我々の経験では異常例は ASD では 38％であったのに対して統合失調症群では約 70％にみられたことから，ASD で異常のみられる患者の確率は，統合失調症よりも低く，統合失調症患者における前頭葉眼球運動領域の器質的な障害の関与が大きいように思われる．
索引用語：自閉症スペクトラム障害，統合失調症，眼球運動，anti‑saccade，前頭眼野，
補足眼野，前頭前野は じ め に表情から感情を理解する役割をもち，それを統合

社会脳とは，Brothers によると，「他者の意図，する機能の領域として前頭前野が挙げられてい性格，感情，信念などの精神状態を認識することる ．

ができるようにしている脳の領域」と定義されて社会脳の障害では，自閉症スペクトラム障害いる ．ヒトは，高度に発達した社会環境に対応（autism spectrum disorders :ASD）が代表的で，して，他者を認識し個別化し，他者の知覚や信念

他者の感情の理解が困難であることから，表情認を表現できる能力をもつ神経機構を進化させてき知などの研究が行われている．また，実際の診断たためである．その神経機構については，扁桃体，

例は多くないとはいえ，スキゾイド，統合失調型

上側頭溝（STS），前頭眼窩皮質などが，他者のパーソナリティ障害も対人関係の問題が含まれる

著者所属：北海道大学大学院保健科学研究院機能回復学分野

精神経誌（2012）114 巻 8 号

942と考えられる ．最近では統合失調症においても視覚情報を正確に取り込むためには，眼球運動を社会性の障害が強調され，脳画像や認知の面でも，行って空間内で意味のある種々の視覚対象を両眼ASD と統合失調症の共通性や異常所見に差異がの中心窩に結像させ，捕らえられた網膜像がブレ

あ る こ と が 報 告 さ れ て い る．ASD の M RI のないで保持されなければならない．眼球運動には，

Volumetry（VBM ）に関するメタアナリシスで①衝動性眼球運動（saccadic eye movements，は，15編の報告のうち異常があるとする報告は

以下 saccade），②滑動性追跡眼球運動（smooth

Waiter らの 1編のみで，その報告以外はコン，
pursuit eye movements，以下 smooth pursuit）

トロール群と差がない．一方，統合失調症では，③前庭性眼球運動（vestibulo‑ocular reﬂex），④10の報告のうち 2編において灰白質の異常があ

視 運 動 性 眼 球 運 動（opto‑kinetic eye move-

り，残りは有意差がなかったという ．彼らはまments），⑤ 輻 輳 性 眼 球 運 動（vergence eye

た，660例（308例 の ASD，352例 の 統 合 失 調

movements）が あ る ．① の saccade は，興 味症）と 801例のコントロール群の VBM を調べ，ある視覚対象に急速に眼球運動を行ってそれを固辺縁系‑線条体‑視床回路において，扁桃体，尾状視する運動であるが，今回は saccade とその随核，前頭葉皮質では，統合失調症群と ASD で有意性コントロールについて取り上げる．眼球運動

意な低下があったと述べている ．一方，fMRI

は外眼筋の収縮，弛緩をそれぞれの脳神経核の運を用いた研究では，Pinkham らは，統合失調症

動ニューロンの相反性支配によって可能になるよと ASD 両群に共通して，上側頭溝，紡錘状回，うに，脳幹においてほぼ自動的に制御されている

腹外側前頭 前 野 の 領 域 が 健 常 群 と 比

し て，が，その高次の脳領域すなわち大脳皮質，基底核

fM RI における賦活の低下を示したと報告していなどが意図的，随意的なコントロールをしている

る ．ま た，Russel ら ，Walter らと考えられている．

も The-

ory of M ind の課題を用いた fM RI において，統前 頭 葉 の 眼 球 運 動 関 連 領 域 に は，前 頭 眼 野合失調症でも ASD と共通する異常について報告（frontal eye ﬁelds: FEF）
，補足眼野（supple-

している．

mentary eye ﬁeld : SEF），前 頭 前 野（ pre-統合失調症はその病態進行に応じて脳の形態学的所見があることが最近報告されており

frontal cortex : PF）があり，FEF は背外側前，頭 前 野（DLPFC）に，SEF は 背 内 側 前 頭 前 野

その機能的メカニズムも 明 ら か に な り つ つ あ（DM PFC）に含まれると考えられる．ヒトでのる．統合失調症と ASD は，発症時 期，症 状

慢性的なこの領域の障害では，記憶による sac-が異なっているが，社会性の障害という点では共cade や anti‑saccade の と き に，視 標 に 対 す る

通するものがあり，しかも，両者とも heteroge-

saccade の抑制困難や正しくできたときにも潜時

neous な障害である．神経生理学的検査において，の延長がみられる

そのようなオーバーラップがみられるものかどうをもっていて FEF へ投射すると考えられ，そのかを調べるために，今回は眼球運動から，両者の障害では，記憶による頭部眼球運動で，外乱がお類似性と差異性について検討した．

こると場所が不正確になることや，視標の方向を眼球運動には重量，慣性の関与が少なく，6対．SEF はより高次の機能

急に変えるとうまく反応できないことなどが知らの外眼筋が相反性に収縮，弛緩することにより眼れている球が回転するため，脳の神経系の支配が直接に反要求される saccade や記憶による saccade が困．一方，PF の障害では，予測を映されやすいので，四肢の運動に比して解釈が容難になる working memoryの障害が知られてい易であると言われている．人間の中心窩は視角約る ．

2°で非常に狭く，そこからわずかに数度ズレがASD における眼球運動障害の報告は多くはな生じるだけで視力は極端に低下する ．そのためく，衝動性眼球運動系（saccade）については，

特集

福島：眼球運動からみた社会脳の障害

943

視覚による saccade（提示された視標を見る）の課題において，saccade の振幅の正確さが自閉症群では低下していること，anti‑saccade の課題
で反射性 saccade の抑制が困難であることや，記憶による saccade において，高機能自閉症群
では，反射性 saccade の抑制困難と潜時の延長などである．今回は，saccade の随意性制御に つ い て 調 べ る た め に，visually‑guided saccade task, anti‑saccade task, memory‑guided
saccade task を用いて ASD，コントロール群で結果を比 した．
本研究は厚生労働省の「臨床研究における倫理指針」に基づいて，北海道大学医学部倫理委員会の承認を得ている．
．対象と方法
20〜35歳（平均 27.5歳）の知能低下のない高機能自閉症者 6名，アスペルガー症候群 7名の計13名と年齢をマッチさせた健常者 13名（21〜35
歳，平 均 27.7歳）を 対 象 と し た．い ず れ も
IQ 70以上で，知的障害には該当しない例である．
ASD の診断は，小児精神科専門医によって，生育歴を詳細に聴取し，幼少期に DSM ‑IV の基準を満たしている例とした．
方法は，赤外線吸光度を利用した眼球運動記録

図 1 Visually‑guided saccade task , anti‑saccade
task , memory‑guided saccade task の視標の提示の方法と正しい眼球位置
R : 右，L : 左装置（DC〜30Hz，−30DB octave; 竹井機器製
TKK 2930）を用い，水平および垂直方向の眼球運動を利き目から導出した．コンピューターディ①と同様に視標が提示されるが，視標に対して目スプレイの 63cm 前に前額部と下顎を固定してを動かさず，中心から等距離の反対方向の点を見座らせ，検出器のついたゴーグルをかけて，ディるように指示した．これも各々の振幅について

スプレイ上に提示される視標を指示に従って頭部10回 ず つ 計 30回 行 っ た．③ memory‑guided

を動かさずに見るように指示した．

saccade では，中心固視点が 3〜6秒間点灯して随意的衝動性眼球運動を調べる検査として，①いる間に，左右 5°，10°，15°のいずれかの点に視visually‑guided saccade，② anti‑saccade，③

標が 250msec 点灯するが，そちらへ目を動かさmemory‑guided saccade を 行 っ た．Visually‑

ずに固視を続け，中心固視点が消えてから先ほどguided saccade では，0.2°のスポットが中心固

点灯した場所を見るように指示した．これも各々視点に 3〜6秒間点灯し，それが消えると同時にの振幅について 10回ずつ計 30回行った．

左右 5°
，10°
，15°のいずれかの点に点灯すると，眼球位置の 正を行った後，それぞれについて

それを見るように指示した．各々の振幅について

途中休憩を入れながら上記の順序で行った．眼球10回ずつ計 30回行った．② anti‑saccade では，位置，視標位置は National Instrument 社製の

精神経誌（2012）114 巻 8 号

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表 1 ASD 13例の個々の成績と対照群の平均値
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

sex

age diag

M
F
F
M
F
M
M
M
F
M
F
M
M

26
35
26
23
35
23
20
28
29
20
29
33
31

Au
Asp
Asp
Asp
Asp
Au
Au
Au
Asp
Au
Asp
Au
Au

（msec） anti error（％） anti lat（msec） MG error（％） MG lat（msec）
sac lat
230
419
364
224
254
244
231
240
260
200
257
250
197

15
10
20
0
15
40
55
95
50
23
60
20
70

289
497
390
259
320
321
389
x
347
279
354
295
441

15
5
35
35
10
0
0
10
50
20
0
35
25

258
413
359
428
240
267
364
493
302
343
400
326
350

mean±SD（ASD）

M 8F 527.5±5.1 262.2±60.7

37.3±27.6

344.3±71.1

12.8±15.1

355.4±72.4

mean±SD（con）

M 9F 427.8±7.5 255.5±33.0

13.8±14.1

327.8±37.1

5.1±11.8

314.8±62.7

Au : autistic disorder, Asp : Asperger disorder, sac lat : visually‑guided saccade の潜時，anti error: anti‑saccade task のエラー，anti lat : anti‑saccade の潜時，M G error: memory‑guided saccade task のエラー，MG lat :memory‑guided saccade task の潜時
p＜0.01, : 対照群の平均値＋2SD を超える値，x : not available

NB‑M IO‑16x AD board を用いて AD 変換し，すると，有意差がみられたのは，anti‑saccade

M acintosh Computer で oﬀ‑line 解析を行った．

の視標の方向を見てしまい，その後正しい方向へ② anti‑saccade task，③ memory‑guided sac-saccade をする，というエラーであり，ASD 群

cade task においては，視標を見てはいけないのでは平均 37.3±28.6％，健常対照群 13.8±14.1に見てしまい，その後反対方向を見た場合を，エ％と有意に ASD 群で多くみられ た．対 照 群＋

ラ ー と し た．① visually‑guided saccade，②2SD を超えるものは 13例中 5例であった．潜時，

anti‑saccade，③ memory‑guided saccade にお

正確さ，最高速度においては，ASD 群と健常対いて正しくできたものについては，潜時，振幅を照群の間に有意差はなかった．Visually‑guided

測定した．saccade の振幅を視標の振幅で割った

saccade の正確さ，最高速度のいずれにおいてもも の を，正 確 さ（accuracy）と し た．ま た，眼ASD 群と健常対照群の間に有意差はなかった．

球 位 置 を（DC〜50Hz，−24dB octave），微 分

M emory‑guided saccade のエラーにおいても

回 路 と low pass ﬁlter（30Hz，−6dB octave）

13例中 4例が対照群＋2SD を超えたが，両群間にてアナログ微分して眼球速度を求めた．Sac-に 有 意 差 は み ら れ な か っ た．M emory‑guided

cade については微分時間 9msec で求めた眼球速

saccade の潜時，正確さには，ASD 群と健常対度と振幅から振幅に対する最高速度である main

照群の間に有意差はなかったが，最高速度を振幅

sequence を調べた．

に対してプロットすると，ASD 群では振幅が大きい場合，最高速度が低下していた．

．結果

表１にvisually‑guided saccade, anti‑saccade,．考察

memory‑guided saccade の結果をまとめて表示

1．Anti‑saccade error

している．13例の ASD 群とコントロール群で比以上の結果から，anti‑saccade task で反射性

特集

福島：眼球運動からみた社会脳の障害

saccade の抑制困難が多くみられ，この所見はManoach ら，Goldberg ら，Luna らの報告と一
致する

945

のために出現していることは否定的になった．
Anti‑saccade の異常が，未発症の統合失調症．Saccade 系での振幅の正確さは健の家族にも出現することについては議論があった

常対照群とは有意差がなかった．おそらく今回のが，Radant らの多数例の報告では，統合失調症

症例が成人例で，視線を合わせることなどの訓練の家族の成績は，統合失調群と対照群の中間であがある程度なされていたため，視標を捉えることったという ．しかもこの異常を呈した患者におが容易であった可能性が考えられる．

いて前頭葉の萎縮がみられたことと，前頭眼

Anti‑saccade task では，一度視標の方向を見野，補足眼野，前頭前野を含む領域の限局性の前てしまい，反対方向へ saccade を行ったものの頭葉障害患者において，同様の所見が得られた ．

みをエラーとした．なぜならば，視標の方向へのこのことは，統合失調症患者の眼球運動障害には，

saccade だけのものは，課題を理解していなくて，前頭葉の眼球運動領域の障害が関与することを示

visually‑guided saccade を行った可能性を除外

唆する．他にも anti‑saccade task の異常と前頭できないからである．視標の方向へ saccade を葉眼球運動領域の関連については，fM RI の方法

行ってしまうのは，反射性 saccade の抑制困難

で多数の報告があるである．すべての saccade は，上丘の制御によ

成人例で，anti‑saccade task のエラー（視標をり橋および中脳網様体にあるバーストニューロン見てしまう）は，平均すると健常対照群よりも多が外眼筋の運動ニューロンを駆動しておこる．前

かったが，正常範囲も多く，健常対照群と比べて頭眼野は上丘とともに，バーストニューロンに投

2SD 以上多か っ た 例 は 13例 中 5例（38％）で射し saccade を引き起こす．前頭眼野の障害は，あった．それに対して統合失調症群では，著者ら一過性の反対側注視マヒを引き起こすが，すぐにの報告では 31例中 25例にみられ ，総数で 99回復する．しかし，記憶による saccade は長く例の検査では約 70％の患者にみられた．ASD 成

障害される ．また，補足眼野と前頭前野は，

人例では，症例数が少ないが統合失調症について

anti‑saccade と記憶による saccade に関与するの多数例の研究による異常と比べると，異常のみことが報告されている．眼球運動では，ASD．したがって，これられる患者の確率は低いように思われる ．統合

らの前頭葉眼球運動関連領域は，視覚による sac-

失 調 症 に お い て は，M RI に よ る VBM で，

cade よりも anti‑saccade や記憶による saccade

DLPFC（ FEF を 含 む）， VLPFC， DM PFC

において，より重要な関与をしていると考えられ（SEF を含む）などの灰白質の容積の減少が報告

る．

されており ，visually‑guided saccade には 異常がないことから，統合失調症患者における脳の2．ASD と統合失調症の眼球運動障害の比

前頭葉眼球運動領域の器 質 的 な 障 害 の 関 与 が

我々は，統合失調症患者において，visually‑

ASD よりも大きいためと考えられる．

guided saccade には異常がないにもかかわらず，anti‑saccade task と memory‑guided saccade
task において，視標に対する反射性 saccade の

お わ り に統合失調症と自閉症スペクトラム障害の中には，

抑制困難，正しくできたときにも潜時が延長し，生育歴が詳細不明で鑑別困難な例もあるかと思わ

速度が低下することを初めて報告した ．その後れるが，臨床症状とともに，眼球運動を調べるこ

この所見は多くの研究に よ っ て 確 認 さ れ て いとによって診断の一助となると考えられる．また，る

病因の研究，治療，予後の推定にも有用であると．抗精神病薬の影響については，無治療の例でも同様の異常がみられること ，抗精神病薬治療により改善することが報告され，薬剤思われる．

精神経誌（2012）114 巻 8 号

946
文

献

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精神経誌（2012）114 巻 8 号

948

Disturbance in Voluntary Control of Saccadic Eye M ovements in
Disorders of Social Brain

Junko FUKUSHIMA
Departments of Rehabilitation Science, Faculty of Health Sciences, Hokkaido University

Disorders of the social brain include Autism Spectrum Disorders（ASD）, schizophrenia（SZ）and schizoid‑ and schizotypal‑ personality disorders.ASD is one of the developmental
disorders with brain dysfunction,but the pathophysiology has not been clariﬁed.In contrast,
recent studies suggest that schizophrenia patients have pathologic ﬁndings mainly in thefrontal and temporal cortices. The frontal eye movement related areas are involved involuntary control of saccadic eye movements such as anti‑saccades.We examined voluntary
control of saccadic eye movements in 13 adult subjects aged 20‑35 with ASD and compared
the results with the performances of 13 controls. In the anti‑saccade task, ASD subjects
showed error rates of 37.3±27.6（mean ± SD）%, signiﬁcantly higher than controls（13.8±
14.1%）, although only 5 ASD subjects showed error rates higher than mean＋2SD of thecontrols. It has been shown that schizophrenia patients showed abnormalities in the anti‑
saccade task including higher error rate and longer latencies. In our study about 70% of 99
schizophrenia patients showed abnormalities in the anti‑saccade task. Diﬃculties in inhibiting reﬂexive saccades and initiating saccades without target based on working memory
suggest dysfunction of the frontal eye movement areas such as the frontal eye ﬁeld, supplementary eye ﬁeld and prefrontal cortex.Although the number of ASD subjects examined was
relativelysmall,the percentage of subjects who showed signiﬁcantlyhigher error rates（mean37.3%）was less compared to those of schizophrenics（mean 70%）, suggesting less involvement of the frontal eye movement related areas in the ASD.
Authorʼs abstract

Key words: autism spectrum disorders（ASD）, schizophrenia, saccadic eye movements,
anti‑saccade, frontal eye ﬁeld, supplementary eye ﬁeld, prefrontal cortex