20240708: イップス・パフォーマンス・精神神経節障害・課題特異性局所ジストニア
プロスポーツ選手の運動能力の低下は、選手生命に影響を及ぼしかねません。経験豊富なアマチュアスポーツ選手であっても、熟練したスポーツ活動の楽しみを奪われることになりかねません。イップスは、スポーツ選手のパフォーマンスに大きな影響を与える運動現象の 1 つで、最初はハンディキャップの低いゴルファーがパッティングやチッピングを行う際に起こる不随意運動として定義されました。しかし、他のスポーツでもイップスが見られることを示す最近の証拠により、イップスは「スポーツパフォーマンス中に微細運動能力の実行に影響を及ぼす精神神経筋障害」として再定義され、計画された動作のけいれん、痙攣、固まり、震えを特徴とします。イップスは比較的多くのゴルファー（17～48%）に見られることが報告されており、他のスポーツの選手にも明らかですが、科学的研究はこれまでほとんど行われていません。
イップスの病因は多因子であると考えられており、まだ明らかになっていない。最もよく知られている説明は、スミスらが提唱する連続体モデルである。このモデルでは、イップスは課題特異的局所性ジストニア（神経学的）とプレッシャーによるあがり（心理的）の間の連続体上に位置付けられる。課題特異的局所性ジストニアは、運動課題中に異常な姿勢と震えを特徴とする運動障害で、よく知られている課題特異的局所性ジストニアには書痙や音楽家ジストニアがある。一方、プレッシャーによるあがりは、不安の増大により生じる状況的要求を満たすための個人のリソースの認識不足と定義される。イップスを患うアスリートは、連続体のどこかに位置すると考えられているが、正確な位置はほとんど特定されていない。一方、他の研究では、イップスは心理的要素によって悪化する課題特異的な局所性ジストニアの一種であると主張している、または心理的要素が課題特異的な局所性ジストニアやイップスの誘発因子である。イップスを患うアスリートの心理プロファイルを調べた研究における矛盾した結果、および課題特異的な局所性ジストニアに類似した症状 (例: 共同収縮) の存在は、この主張を裏付ける可能性がある。
課題特異的局所ジストニアの病態生理学的メカニズムは完全には解明されていないが、いくつかの神経生理学的研究で証明されているように、それを説明できる最も有望なものの 1 つは抑制系の機能不全である。例えば、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) と陽電子放出断層撮影法の研究では、局所ジストニアは運動関連皮質領域の活動亢進と関連していることが報告されている。
さらに、経頭蓋磁気刺激 (TMS) 研究では、課題特異的局所ジストニア患者で運動皮質興奮性が増大し、短時間の皮質内抑制が減少した。この抑制減少は、運動課題中に課題に無関係な筋肉の活性化が積極的に抑制されるメカニズムである包囲抑制を損なうと提案されている。これらの一貫した脳画像および TMS 研究の結果とは対照的に、皮質振動活動に関する知見は曖昧です。たとえば、Deuschl らは、自己ペース運動課題を使用して、課題特異的な局所性ジストニアの患者では、運動に先立つ運動関連皮質電位 (MRCP) が中心領域で減少していることを示しました 。また、Toro らは、感覚運動野の活性化を反映する可能性がある中心領域の20～30 Hz 帯域振動の事象関連脱同期 (ERD) が、局所性ジストニア群では自己ペース運動の開始直前と直後に小さかったと報告しました。同様に、課題特異的な局所性ジストニアの患者では、運動中にベータ帯域振動パワーの減少が減少することが示されました。一方、Yazawa らは、自己ペースの随意収縮に先立つ MRCP が、局所性ジストニア群では対照群よりも同側中心領域で大きいことを実証しました。さらに、ツェン氏らは、運動皮質の抑制を反映する可能性がある自己ペースの指運動終了後の感覚運動ベータ帯域事象関連同期（ERS）が局所性ジストニアでは対照群よりも小さかったのに対し、運動開始後のベータ帯域ERDは差がなかったことを示した。しかしながら、現在のエビデンスは、課題特異的な局所性ジストニアの患者で異常な感覚運動皮質活動を示唆している。しかし、イップスのあるアスリートの皮質振動活動がイップスのないアスリートと異なるかどうかは現在のところ不明である。
そこで本研究では、イップスのあるアスリートとないアスリートの間で、微細な力制御タスク中のERD/ERSを比較しました。私たちは、
(1)イップスのあるアスリートが力を正確に制御しようとすると、アルファ/ベータバンドのERDが誇張される、
(2)イップスのあるアスリートは力の制御を終了した後にアルファ/ベータバンドのERSが減少する、
(3)より高い精度が求められると、これらの振動活動の変調が大きくなる、
という仮説を立てました。
イベント関連スペクトル変動
ERD は負の値 (青) で示され、ERS は正の値 (赤) で示されています。両方の電極で、力の開始後に ERD はアルファからベータの範囲で観察され、力の終了後に同じ範囲で ERS が続きました。最後の列は、イップスのあるアスリートとコントロールのアスリート間の ERD/ERS の有意差の領域を示しています (グループ効果)。最後の行は、低視覚ゲインと高視覚ゲイン間の ERD/ERS の有意差の領域を示しています (視覚ゲイン効果)。それらの相互作用は右下に示されています。グループ間の C3 電極での ERSP の比較により、低視覚ゲインと高視覚ゲインの両方の条件で、力が目標力レベルに一致するように増加されたタスクの初期段階 (力増加段階) で、イップス グループは有意に高いアルファ バンド ERD を示したことが明らかになりました。この違いは、力が目標力レベル付近で制御された後期段階 (力制御段階) ではほとんど見られませんでした。また、低視覚ゲインと高視覚ゲインの両方の条件で、対照群と比較して、力オフセット後のアルファおよび/またはベータバンドの ERS が有意に高かった。2 つの視覚ゲインを比較すると、力制御フェーズ中のベータバンド ERD と力オフセット後のアルファ/ベータバンド ERS は、両グループとも、低視覚ゲインよりも高視覚ゲインで有意に高かった。グループと視覚ゲインの間には有意な相互作用はなかった。C4 電極のデータにも同様の有意差があった。
行動パラメータ
混合設計ANOVAでは、MFE（F（1,18）= 56.2、p < 0.001、η 2 = 0.52）と力のCV（F（1,18）= 9.7、p = 0.01、η 2 = 0.065）についてタスクの主効果が明らかになりました。グループの有意な主効果やグループと視覚ゲインの相互作用はありませんでした。
イップスのあるアスリートと年齢、性別、経験年数が一致する対照群の間で、精密な力制御タスク中のイベント関連感覚運動皮質振動活動を比較しました。タスクで要求される精密レベルに関係なく、イップスでは対照群よりも、力増加フェーズ（動作開始）中に同側および対側感覚運動領域のアルファバンド ERD が大きいことがわかりました。力制御フェーズ（目標力レベル付近で力を制御する）中の ERD に明らかな違いはありませんでした。さらに、力のオフセット後のアルファ/ベータバンド ERS は、対照群よりもイップスで大きかったです。これらの結果は、イップスのあるアスリートの微細運動制御を必要とするタスクにおける感覚運動皮質振動活動の変化を示唆しています。
アルファおよびベータ帯域の ERD は、動作の準備中または実行中の感覚運動皮質領域の活性化の増加を反映すると一貫して報告されている。さらに、 TMS 研究では、 ERD の増加は皮質脊髄路興奮性の増加と皮質内抑制の低下を反映することが判明した。したがって、アルファ帯域の ERD が増強するという今回の発見は、特にイップスのあるアスリートが目標レベルの力に合わせるために力を増加させるときに、感覚運動皮質活動と皮質脊髄路興奮性が増加し、皮質内抑制が低下したことを示している可能性がある。これは、課題特異的な局所性ジストニアの患者で運動皮質興奮性が上昇し、皮質内抑制系が低下すると報告した以前の脳画像および TMS 研究と一致している。
特に、Sohn と Hallett は、局所性ジストニアの患者では、人差し指の運動開始直後 (筋電図開始から 3～80 ms 後) に小指の筋肉から記録された運動誘発電位の振幅が増加することを発見しました。また、運動開始時に皮質内抑制が損なわれることもわかりました。具体的には、リズミカルな人差し指屈曲課題において、対照群の被験者は筋電図バースト中に人差し指に作用する皮質内抑制が減少し、親指の筋肉に作用する皮質内抑制が増加しましたが、これらの変化は局所性ジストニアの患者では観察されませんでした。さらに、人差し指による力制御課題を使用した次の研究では、局所性ジストニアの患者は、運動開始時に親指の筋肉に対する皮質内抑制が減少しましたが、強直性収縮時には減少しませんでした。したがって、イップスのあるアスリートの ERD の増加は、課題に無関係な筋肉に作用する皮質内抑制が減少したことに起因する可能性があります。しかし、イップスが純粋な課題特異的局所性ジストニアであるかどうかは現在のところ不明ですが、一部の研究ではそうであると主張しています。イップスの背後にある神経生理学的メカニズムをよりよく理解し、それが課題特異的局所性ジストニアの範囲内にあるかどうかを理解するには、さらなる研究が必要です。いずれにせよ、イップスのあるアスリートでは、運動開始時に皮質振動反応が強化されます。
ここで重要な疑問は、アルファ帯域とベータ帯域の両方のリズムが多かれ少なかれ同じように非同期化されていたにもかかわらず、「なぜ ERD の違いが主にアルファ帯域で観察されたのか」ということです。考えられる説明の 1 つは、アルファ帯域の振動活動と運動皮質の興奮および抑制との関連が比較的強いことです。具体的には、Sauseng らは運動皮質に TMS パルスを適用する直前の皮質の振動活動を調べ、感覚運動皮質のアルファ帯域のパワーが低いときに運動誘発電位がより容易に誘発されることを発見しました。
他の周波数帯域 (デルタ、シータ、ベータ、ガンマ) ではそのような効果は観察されませんでした。また、計画された動作を抑制する必要があるときに、両側の感覚運動皮質のアルファ帯域の活動が増加することがわかりました。この場合も、この効果は周波数帯域に非常に特異的でした。したがって、イップスのあるアスリートの運動皮質の変化は、主にアルファ帯域の活動によって反映された可能性があります。この帯域特異性に関するもう 1 つの説明として、タスク実行中に使用される身体部位への自発的な注意が挙げられます。これは、感覚処理を促進するためにタスク関連の皮質領域でアルファ帯域の活動が減少し、気を散らす入力を抑制するためにタスクに関連しない領域で増加することを示す証拠が増えているためです。たとえば、視空間注意の自発的な方向付けが後頭葉アルファ帯域の活動の減少を伴うことはよく知られており、確立されています。同様に、身体の一部に自発的に注意を向けると、体性感覚野のアルファ帯域の活動が減少すると報告されています。
したがって、本研究で観察されたアルファ帯域の ERD が大きいのは、精密な力の制御タスク中にトップダウン制御を容易にするために人差し指と親指に注意を自発的に向けたことに起因すると仮定できます。この仮説は、イップスの病因を説明するために最近提案された再投資理論とも一致しているようです。運動技能の学習の過程で、パフォーマンスはますます安定し、自動制御に変わります。しかし、さまざまな内的および外的要因（例：怪我、技術や装備の変更）のために獲得した運動技能の修正が必要な場合は、明示的な知識を使用して意識的に自分の動きを制御することによって安定した自動的な運動技能を変更しようとする再投資を引き起こす必要があります（つまり、学習初期段階のように自動的な運動技能を小さなチャンクに分解する）この試みは、獲得した運動技能が中断されやすい状態になり、失敗に終わる試みを繰り返すことで、低下した動作制御が強化される可能性がある。この理論は、イップスのあるアスリートは動作を意識的に制御する傾向があることを示した以前の質問票調査の結果によって裏付けられている1。しかし、イップスを獲得した後、アスリートがエラーを防ぐために動作を意識的に制御し始める可能性もあります。それでも、アルファバンド ERD の増加は、タスクに使用される体の部分に注意を割り当てることで、より意識的な動作制御の程度が高まったことによって引き起こされた可能性があります。再投資がイップスにどのように関与しているかについては、さらなる調査が必要であると思われます。
ERD の増加に加えて、イップスのあるアスリートは対照群と比較して動作後の ERS が大きいこともわかりました。動作後の ERS は、動作の終了後に運動皮質とその関連ネットワークが活発に抑制されることを反映すると考えられており、また以前の研究では、ERS は単純な動作よりも複雑な動作の後に大きくなる傾向があることが報告されています。したがって、イップス群と対照群の間にタスクのパフォーマンスに違いはありませんでしたが、イップスのあるアスリートにとっては細かい力の制御タスクが難しく、タスクに多大な労力を費やした可能性があり、その結果、動作後の ERS が大きくなった可能性があります。ただし、力の制御フェーズでは 2 つのグループ間で ERD に違いは見られませんでした。これは、より複雑なタスクで ERD が大きくなるという以前の研究結果と矛盾しています。さらに、本研究の目的は微細運動課題中の皮質振動活動を調べることであったため、課題特異的局所性ジストニアに関する先行研究と同様に、課題中の動作（力や姿勢など）を制御するために、イップスを誘発する運動課題は採用しなかった。これが、課題パフォーマンスの有意でない差の根底にあり、力制御フェーズ中の皮質活動の潜在的な差を覆い隠している可能性がある。イップスの発生は動作に非常に特異的であり、状況（競技など）に依存するため、交絡因子（動作など）を制御しながら、影響を受ける動作中の神経生理学的データを記録することは困難である。この問題は、イップスに関する知識を深めるために、技術の進歩を伴う将来の研究で解決される必要がある。
視覚ゲインの効果に関しては、イップス群とコントロール群の両方において、視覚ゲインが高い条件の方が低い条件よりもベータバンド ERD/ERS が大きいことがわかりました。視覚ゲインが高いほど、被験者はターゲットからの力の偏差をより明確に見ることができ、その結果、被験者は力をより正確に制御することを余儀なくされます。以前の研究と同様に、タスク要求の増加は運動皮質振動反応を増強した可能性が高いです。
イップスは、ゴルフだけでなく、野球、バスケットボール、テニスなど他のスポーツの有名なプロスポーツ選手も、選手生活のある時点でイップスに悩まされたことがあると告白しており、最近かなり注目を集めています。しかし、臨床データは少数の症例研究に限られているため、イップスに対する根拠に基づいた治療法はまだ確立されていません。さらなる研究が必要ですが、私たちの研究結果は、イップスのあるスポーツ選手は、影響を受ける動作に注意を払いすぎないようにすることや、そのような戦略を学ぶことで恩恵を受ける可能性があることを示唆しています。皮質活動のリアルタイム視覚フィードバックは、学習プロセスに役立つ可能性があります。さらに、皮質内抑制系を調節する非侵襲性脳刺激がイップスに適用できる可能性があります。とはいえ、治療の有効な評価にはランダム化臨床試験が不可欠であり、イップスの治療に関するエビデンスを向上させるために必要です。
まとめると、私たちの研究結果は、イップスのあるアスリートが精密な力制御を行う際に感覚運動皮質の振動が変化することを示しています。特に、これらの個人では、目標に合わせて力の出力を増加させるときに対照群よりもアルファ帯域の ERD が大きくなりましたが、目標付近で力を調整するときには大きくありませんでした。ERD の増大は、抑制系の機能不全、またはタスク中に使用される身体部位への注意の割り当ての増加に起因することが示唆されています。私たちの研究結果は、イップスのあるアスリートでは、特に動作開始時に感覚運動皮質の振動反応が増加するという新しい証拠を提供します。
まとめ
イップスは、熟練したアスリートのパフォーマンスに影響を及ぼす不随意運動障害であり、一般的には、タスク特異的な局所性ジストニアの一種、または局所性ジストニア（神経学的）とプレッシャーチョーキング（心理的）が一端にある連続体上の障害として説明されています。しかし、その病因は未だ解明されていません。この運動障害に関連する感覚運動皮質活動を理解するために、イップスのあるアスリートの精密力タスク中の両側感覚運動野の脳波振動を調べ、年齢、性別、経験年数を合わせた対照群と比較しました。運動実行中に発生するアルファバンド事象関連脱同期（ERD）は、ターゲットに合わせて力の出力を増加させるときにイップスのあるアスリートの方が対照群よりも大きく、ターゲット付近で力を調整するときには大きくありませんでした。運動終了後に発生する事象関連同期もイップスのあるアスリートの方が大きかったです。グループ間でタスクパフォーマンスに有意差はありませんでした。 ERD の増強は、抑制系の機能不全、またはタスク中に使用される身体部位への注意の割り当ての増加に起因すると示唆されています。私たちの研究結果は、イップスのあるアスリートでは、運動開始時に感覚運動皮質の振動反応が増加することを示しています。
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