脳の可塑性-特異性の原則とは？

こんにちは！
理学療法士をしているyukiです！
これまで、脳の可塑性の原則1では”使うか？失うか？”、原則2では下記の内容でまとめてきました！↓

脳の特異性を知る

今日は、脳の可塑性、原則3と題して”特異性”についてまとめていきたいと思います。

早速ですが、特異性とは何かご存知でしょうか？

特異性は一般的に下記のように考えられています。

ある動作を改善したい場合、その動作を繰り返し練習するのが効率が良い、または目的に適したトレーニングを行うことを”特異性の原則”と言ったりします。

例えば、

歩き方を変えたい、と思うなら歩く練習をしよう。。

手を曲げる筋肉を鍛えたい、と思うなら手を曲げることをしよう。。

といったことを意味しています！

では、脳の可塑性における特異性とはどのようなことを表すのでしょうか？

結論から伝えると、ある目標に対して、脳におけるその領域を繰り返し働かせることにより、その神経活動を活発化させたり、いわゆる学習に繋がる神経活動を起こすことを言います。

学習や記憶に関わるこれまでの研究では、神経結合のパターンに大きな変化をもたらすのは、単なる使用ではなく、学習やスキル習得が伴うことが重要であることが述べられています！

例えば、運動技能の獲得には、大脳皮質や小脳における

・遺伝子発現の増加
・樹状突起の成長
・シナプスの増加
・神経細胞の活性化

と関連していることが報告されています（1,2,3,4）↓

Learning causes synaptogenesis, whereas motor activity causes angiogenesis, in cerebellar cortex of adult rats - PubMed

Synaptogenesis and Fos expression in the motor cortex of the adult rat after motor skill learning - PubMed

人の場合、技能習得は、fMRIの研究で明らかとされていますが、運動野の活性化パターンの変化と関連しています↓（5,6）

The acquisition of skilled motor performance: fast and slow experience-driven changes in primary motor cortex - PubMed

これは、Karniらの研究ですが、運動技能の習得に伴い脳の活性化が変化していることがわかります（論文より引用）。

aから3週間の運動介入後にbのように差異活性化が観察された。さらに、cやdで示されるように、その後に運動を行わなくても、脳の活性化が維持されたようです！

このように運動技能が高まった状態が作られると、その後の脳の活性化が何もしなくても維持されることがわかります！

このような反応を見ると、如何に脳の可塑的な変化が重要であるかがわかります。

さらに、経頭蓋磁気刺激装置においても類似した研究がされているようです！（7,8,9）。