右手を動かすなら左脳だけ、とは限らない。片手の運動を調べた脳画像と磁気刺激の研究から、左右の脳が関わる場所、動く前の準備、余分な活動を抑える働きを読む。健康な人と脳卒中後の結果を分け、両側の活動が増えればよいという見方や、鏡を使う練習の意味も考える。
机に置いた小さなボタンを、右手の人差し指で押す。左手は動かしていない。その瞬間、頭の中でも片側だけが仕事をしているのだろうか。
答えは、片手の運動にも左右の脳が関わりうる、である。ただし、両側が同じ指令を同じ強さで送るという意味ではない。片手を動かす前の準備が両側に広がることもあれば、片側から反対側の余分な活動を抑える働きが示唆されることもある。[3][11]
脳の画像で両側が活動したからといって、両方をたくさん使える人ほど器用、と採点することもできない。運動中に見える活動と、動きを成立させる役割とは、分けて確かめる必要がある。[1][3][7] 既存記事「右脳と左脳は手話をどう理解する？見る言語と動く手を分けて脳の働きを読む」に言語としての理解は譲り、ここでは指を動かす時の左右の関係を追う。
片手の動きでも、反対側だけの地図では足りない
この話では、手を基準に左右をそろえると迷いにくい。右手に対して右の脳を「同側」、左の脳を「対側」と呼ぶ。左手なら関係は逆になる。右脳という名前だけで仕事を固定せず、いま動かしている手と同じ側か、反対側かを読むための呼び方である。[2][3]
指の運動に伴う活動の場所を調べた画像研究では、健康な対照者6人と脳卒中患者3人に、右と左の人差し指をそれぞれ動かしてもらった。18〜39歳の女性にそのまま当てはめるには、対象を分けた検証が必要である。用いられたのは、課題中の脳活動を調べる機能的磁気共鳴画像法である。ここでは以後、脳画像と呼ぶ。同じ半球の中でも、同側の指を動かす時と対側の指を動かす時で、活動する場所が異なっていた。[2]
健康な対照者のうち、両方の課題で有意な活動を示した11半球では、同側の手に対応する場所は、対側の手に対応する場所より、すべての半球で下方へずれていた。平均のずれは11mmだった。外側へのずれも11半球中10半球、前方へのずれも11半球中8半球で見られた。[2] 「右側にも反応がある」という大づかみな説明の内側に、場所の違いがある。
ここで11という数は人数ではない。左右の半球を単位として数えた結果である。健康な人を11人調べた結果、と読むと対象が変わってしまう。また、この研究は少人数の指の運動を調べた比較であり、腕全体を使う運動や、日常の器用さを丸ごと評価したものではない。[2]
さらに、その11半球中6半球では、対側の指を動かした時に、同側の指に対応する場所も同時に活動した。著者らは、同側の指に対応する領域が両側の運動制御に関わる可能性を示した。[2] 地図を左右に塗り分けるだけでは、同じ半球の中で異なる領域がどう参加するかを取りこぼす。片手の作業は、脳の片側を貸し切る作業ではなさそうだ。
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
動き始める前には、左右に広がる準備がある
指が実際に動いた瞬間だけを見ると、その前に進んでいた準備が抜け落ちる。運動準備に関するレビューは、脳波や脳磁場を調べた研究から、片側の運動であっても、動く前の準備が両半球に広く分布することを述べている。[11]
このレビューで扱われる「準備電位」は、運動に先立って現れる電気的変化を、脳波の記録を重ね合わせて捉えたものである。早い成分は動作の1秒以上前から始まり、頭頂部付近を最大とする分布を示す。その発生源には、運動の開始に関わる領域である補足運動野が含まれると考えられた。[11]
一方、動作開始のおよそ0.5秒前からの遅い成分は、動かす手と反対側に偏る。片手の指の運動では、初めの両側性から、後の準備段階で対側への偏りが現れるという整理である。[11] 左右の分担は、止まった配置図よりも、時間とともに変わる手順として読む方が、この結果に近い。
たとえば、机の上のボタンを押す場面を思い浮かべてみる。目に入るのは指が下がる動きだが、研究の問いはその手前までさかのぼる。「どちらの脳が動かしたか」だけでなく、「動く前のどの段階を測ったか」で、左右の見え方が違ってくる。[11] 日常のボタン操作そのものをこのレビューが測った、と置き換える必要はない。時間を区切って読むための例である。
この研究の読みどころは、準備が両側に広がることと、後に反対側への偏りが出ることが両立する点だ。両側に関与があるという説明は、左右の違いが消えるという意味ではない。逆に、後半に偏りが見えたからといって、それ以前の両側の準備をなかったことにもできない。[11]
協力には、余分な活動を抑える働きも含まれる
両側の脳が関わるというと、応援する人数が増えるような絵を描きたくなる。ところが、健康な右利きの人10人を調べた実験は、もっと違う関係を示した。片手の人差し指を動かす時の脳画像と、頭の外から磁気刺激を加える経頭蓋磁気刺激を組み合わせた研究である。18〜39歳の女性全体で同じ左右差や個人差になるかは、この比較だけでは判断できない。[3]
右手を動かした時には、同側の感覚運動領域の活動は誰にも見られなかった。左手を動かした時には、10人中5人で同側の活動が見られた。つまり、この課題では、どちらの手を動かしても両側性の現れ方には個人差と左右差があった。[3] 「片手でも両側」は可能性を表す言葉であり、どの場面でも必ず同じ画像になる、という約束ではない。
さらに、左手の運動で同側の活動が見られた人では、右半球から左の運動野への半球間抑制が認められた。半球間抑制とは、一方の半球から反対側の運動野の反応を抑える働きである。その活動が見られなかった残りの5人では、この抑制は認められなかった。[3]
研究では、同側へ直接下る運動経路の存在を支持する反応は得られず、著者らは、画像で見える同側の活動が、余分な活動を抑えるために強まった半球間抑制を反映する可能性を示した。[3] 両側に活動が見えることを、両側から手へ直接アクセルを踏んでいる証拠と読むのは早い。抑えるための関与、という選択肢が残る。
別の磁気刺激の生理実験では、人の右手の指の自発運動と左腕の筋肉の反応を調べた。18〜39歳の女性に同じ反応が現れるかは、別に確かめる必要がある。片手の自発的な指の動きが、同側の運動野に抑制的な影響を与えることが示された。抑制は指の筋活動が始まって35〜70ミリ秒後に刺激した時に認められ、動かす指や時点によって異なっていた。人差し指の運動では認められたが、小指の運動では認められなかった。[6]
その実験では、同じ対応関係にある筋肉への促通、つまり反応を高める働きも、別の測定で示された。抑制が広い範囲に及ぶ一方、促通は対応する筋肉に選択的だったという結果である。[6] だから「片側は動かし、もう片側は常に止める」という新しい固定図にも収められない。何を、いつ、どの反応として測るかが要る。
画像と磁気刺激を組み合わせる理由も、この区別にある。画像研究は、片手の課題をしている時に、どの場所に活動が現れるかを示す。一方、磁気刺激の実験は、運動野を刺激した時に筋肉から得られる反応や、左右の運動野の間の影響を調べる。[2][3] 同じ「活動」という言葉でも、画像上の場所と、刺激に対する反応の大きさを混同しないことが肝心だ。
たとえば、画像で同側の領域が活動していても、その領域から同側の手へ直接届く出力が確認されたことにはならない。右利きの参加者を調べた実験で、同側の活動が見えた人と見えなかった人を比べたのは、その先の意味を確かめるためだった。直接の出力を支持する反応が得られなかった一方で、半球間の抑制に違いが見られたことが、解釈を分けている。[3]
もう一つ、時刻の基準にも気をつけたい。準備電位の研究でいう「前」は運動開始より前であり、自発運動の刺激実験でいう35〜70ミリ秒は、筋活動が始まってからの時間だ。[6][11] 別々の時計の数字を足して、手の動きが完成するまでの所要時間にはできない。準備の分布と実行直後の調節を、それぞれの測定窓から眺めた結果なのである。何秒前かという数字とともに、何を始点として数えた時間なのかも読む必要がある。[6][11]
数字で読む片手と左右の脳
6人：指の運動で活動位置を比較した研究の健康な対照者。患者は別に3人いた。[2]
11mm：同じ研究の11半球で見られた、同側の指に対応する活動部位の下方への平均のずれ。[2]
1秒以上前：準備電位の早い成分が始まる時点。指の動作が始まった後の話ではない。[11]
10人中5人：左手の運動で同側の活動が見られた、右利きの健康な参加者の人数。[3]
35〜70ミリ秒：自発的な指の筋活動開始後、磁気刺激による反応の抑制が認められた時間帯。[6]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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