脳機能fNIRSのブレイクスルーが
健康医療にもたらす意義

遠藤明 先生詳細プロフィールを見る
えんどう桔梗こどもクリニック院長
昭和大学小児科兼任講師

1. 今世紀、なぜ脳科学なのか

   人類の寿命は18世紀の産業革命以後に急速に延長し、特に日本は半世紀前には考えられなかったような世界有数の長寿国になりました。
   さらに現代では価値観、人生観が多様化して人生の規範を自分の外側にではなく内側に求める必要性が増してきました。

   このように多彩な価値観にみちた超高齢社会において満足できる一生をおくるために、日常生活に不自由のない健康な身体を維持する方法、いっそう自己実現をはかるために個別に特性を知り、かつ生かす方法などが求められるようになりました。
   特に自分の精神と行動の特徴を科学的にとらえ、適切な方向づけが可能な方法論が希求されるに至ったことは長寿社会における歴史的必然といえます。

2. “加藤博士以前の脳科学”とは

   これまで中枢神経の形態診断として世界中でCTスキャンとMRIが用いられ、主に脳卒中と脳腫瘍の診断と治療効果の確認などの手段としてたいへんに大きな功績がありました。しかし、これらの器機によって「脳に障害のある人の残存している脳機能ル－トを探り、正しいトレ－ニング方法を提供する」という発想も技術もありませんでした。脳機能や発達障害の段階を確定させる検査といえば心理発達検査以外になく、教育効果の評価も困難です。
   特に重症の障害者において生命維持管理が重視され、臨床症状から得られる情報は評価者の五感で把握しうる範囲に限られているのが現状です。

   巷では脳に異常のない健常人を対象として脳ドリルや脳トレ－ニングゲ－ムが流行していますが、これらは脳を漠然ととらえ、脳全体を鍛えて老化を防止することを目的としたもので脳の番地に特化したトレ－ニング方法ではありません。個別に脳機能を読みとり、個人の特性にあわせた情報を提供する技術は存在していませんでした。

   また、脳の機能を診断するための陽電子断層撮影法 (以後PET)は放射性被爆を伴うことで汎用されにくいだけでなく、脳活動に伴う二次的な血流変化を反映するために脳機能を正確に判定しているとは言えません。
   同様に機能的MRI(以下fMRI)も脳外の血流の変化を強く大きく反映するため脳機能の正確な測定は困難でした。

3. 個人レベルの脳に対応する加藤博士の脳科学業績

   加藤博士は1991年に近赤外光を頭皮上から照射して脳機能反応を画像化する原理を発見しました。これにより侵襲なく乳児や小児でさえも脳機能を計測できるようになりました。その後、毛細血管内の酸素交換機能を計測する方法（脳酸素交換機能マッピング：COE）を完成しました。
   脳機能の診断は、fMRIなどの不確実な方法でしかアプロ－チできませんでしたが、COEにより個人の脳の酸素の使い方をモニタ－することで個人レベルの脳の精神活動を定量できる診断に飛躍しました。

   また、MRI画像を精密に検討した結果、過去から現在までの生活と思考により脳の形態が成長しながら決定されることがわかりました。
   さらに脳に正しく情報を与えるとこれまで考えられてきた以上に「脳の形が働きとともに変わり続ける」という事実を発見し、 MRI脳内ネットワ－ク活性画像法（MRIによる脳相診断法）を確立しました。
   この方法により一見、多くの脳機能を失ったようにみえる患者さんでさえも残存している脳機能を診断し、適切なトレ－ニングを処方することが可能となりました。以来、20年以上にわたり障害者の脳のリハビリテ－ションに従事しています。

   加藤博士は小児のMRI画像の検討過程で、それまで原因不明とされてきた自閉症スペクトラム、学習障害、注意欠陥多動性障害などの発達障害の素因病巣をつきとめ、扁桃体と海馬の発達障害からその臨床症状の特徴を見出すことに成功しました。
   この新しい疾患概念は海馬回旋遅滞症Hippocampal Infolding Retardation：HIRと命名されました。臨床心理発達検査では評価しえない高次発達障害の脳の形態的発達段階を評価し、脳を成長させるための治療計画を立てることができます。

   日本では2003年に第106回日本小児科学会（福岡）で発表しています。MRI診断は思考のプロセス、情報処理のプロセスを抽出することが可能なため、器質的異常のない健常者に対しても応用され、脳の機能を個性診断し、自分の人生を豊にするための正しい脳成長トレ－ニング法を提示することが可能になりました。

4. MRIによる脳の形態診断とCOEの普及が社会にもたらす影響

   1. 福祉支援脳機能検査の普及

      これまで重度の障害者の臨床症状から得られる情報は評価者の五感で把握しうる範囲に限られていました。
      左右の視覚ルート、聴覚・言語ルート、運動ルート、情動・記憶ルート、感覚ルート、小脳と脳幹のルートの残存する機能を脳画像により読みとることで、どの脳機能ルートを選択して効果的に支援できるかを検討することで、精度の高いプログラムを作製することができます。
      さらにCOEにより酸素の使われ方を見ることで、脳機能ルートの活性化を解析し、指導を受けている子どもの脳の状況をリアルタイムに理解できるので、障害児と支援者の両者がその場で教育効果を理解するための強力な手段となりました。

   2. 教育支援現場での活用

      これまでは「脳のどの部分を鍛錬すべきか」「脳はどのように働いているか」「鍛錬した結果、脳に変化は見られたか」などを調べる客観的計測法が存在しませんでしたが、MRIによる脳機能ルートの診断により、「どこの脳機能ルートを使って支援すればより効果的か」「お互いの情報にどの程度一致点があるか」「獲得が難しそうなことはなにか」などについて教師と医師の対話ともいえるものが新たな局面を迎えています。

      学習効果が脳細胞の酸素の交換状態で定量診断できるので、有効で効率的な教育方法が検討さることになるでしょう。
      これまでに新しい能力を獲得するために膨大な数の教育～勉強方法が発表されてきましたが、MRIとCOEの検証によりあるものは科学的裏付けを得ても、またあるのもは実際には役に立たないものとして棄却されることになります。

   3. カウンセリングにおよぼす影響

      現代では自殺、引きこもり、不登校、依存症などが社会現象となっています。
      また、社会生活がうまくいかない子どもや成人に対して聞き手がその原因を聞き出し、世の中にうまく適応させることを最終目標にして心理療法、カウウンセリングが広く行われています。

      しかし、外からの価値体系に個人を適応させる治療には限界がありました。これらの手段が仮説の域を超えられない心理学にもとづき、科学的デ－タを提示できないという弱点を内在しているため、常にそれらの妥当性が問題とされてきました。それに対して脳の形態と酸素の使い方を観察することで科学的なデ－タを提示しながら、健康な脳番地の成長を増進し、病的な脳番地を改善させる「脳を成長させる処方箋」を検討できる時代になりました。

      MRI、COEのような強い実証に依らないカウンセリングの領域では妥当性が問われ続けることになります。特に、カウンセラ－側と受ける側の両者が共通の状況分析結果を持たなければ、受け手側の考えを時間を掛けて聞くという非客観的な視点への改革が問われてくるでしょう。
      これは、とりもなおさず、医療機関でのムンテラといわれる医師と患者とのコンセンサスの確立にも影響をすると考えられます。

   4. 「健康寿命を延ばすアンチエイジング」から「個人の能力を伸ばすアンチエイジング」へ

      問題のある生活習慣からおこる病的老化を回避するためのアンチエンジングという考え方が普及しています。脳の機能もまた健常に維持し、生涯にわたって成長させるためには脳に情報を入力させることが必要です。アンチエイジングに、脳をとりまく環境を整えることで老化を遅らせ、脳を生涯にわたって成長させていくという新しい視点が加わりました。

      従来は、個人に備わる能力が充分に発揮できなくなることで定年制度がしかれてきました。しかし、個人の能力は中高年からでも成長するという新しい現実から、定年制度が脳の働きを弱めるきっかけになっていることが明らかになっています。

      1度獲得された能力が一生涯、保証されない現実と、年を取っても脳を伸ばせる現実が、能力に対する新しい見方を生み出していくはずです。
      学業と能力、社会人としての能力、100歳まで生きるための能力など、能力に対する価値基準が変わりつつあります。

      つまり、脳の成長特性によって発揮出来る能力が異なるという新しい現実に向き合う必要が出てきました。脳から能力を高めることで脳のアンチエイジングを実現していく生き方が問われることになります。

   5. 脳データから問われる社会改革

      加藤博士が開発した検査方法の最大の特徴は個人の脳を無侵襲で、感度よく検査できて過去、現在、未来の状態を表現できる科学的デ－タを提示できることです。
      しかも脳に関する科学的デ－タを診断する側とされる側、教育・医療関係者と家族や当事者が共有できます。

      このようなエビデンスを構築できる脳の形態診断と機能診断は他にみあたりません。
      これまで脳機能に関連する多岐にわたる分野の事業の妥当性が検証され、脳機能を直接反映しない理論と方法にもとづく既成の検査、理論、産業は淘汰されて行くでしょう。

      個人の特性に合わせた脳機能の開発によりいっそう多様性のある社会を許容する方向に向かわざるを得なくなり、思想にまで変化がおよぶ可能性を内在しています。
      脳科学におこったbreakthroughの影響は医学界のみにとどまらず、多くの関連する世界におよび、産業構造すら変化していくことが予想されます。

こどもの海馬の発達異常

高嶋幸男 先生詳細プロフィールを見る
国際医療福祉大学大学院教授
柳川療育センター施設長、柳川リハビリテーション学院学院長

脳の中で、海馬は記憶や情動の働きで、極めて重要な部位であり、その微細な異常でも、認知症やてんかんの原因となり、発達期の精神障害の発症にも関与する。
海馬の発達異常には、大別して、形態的異常と機能的異常があり、形態と機能の面から多数の研究があり、画像診断や分子生物などで進歩は速い。
海馬の形態異常は、染色体異常や遺伝子変異による形成異常でもみられる。

トリソミー18では、海馬の顆粒細胞層の弯曲に微細で特異的な形成異常があり、海馬の回旋異常を伴う。多小脳回症や厚脳回症でも皮質形成異常が海馬にも及ぶことがある。
また、周産期の低酸素性虚血性脳症や乳幼児のけいれん重積症でも海馬に壊死後の硬化像が生じ、てんかんとの因果関係で議論が多い。更に、周産期には、海馬支脚に神経細胞のアポトーシスが起こりやすく、精神発達障害の病因としても注目される。

このように、海馬では、発達期には異常が起こりやすいが、細胞再生もみられ、傷害予防が期待される。