きょうがくはんしゃ｜Startle reflex｜神経科学・生理学
静かな部屋で、後ろから突然大きな物音がしたとします。音の正体を確かめる前に肩が上がり、首がすくんで、「びくっ」とすることがあります。このように急な刺激に対して起こる、すばやい筋肉の反応が驚愕反射です。
音を聞いて振り返る、落とした物を拾う、といったその後の行動へ進む前にも、体はすでに反応しています。驚愕反射を知ると、動きには意図して選ぶものに加え、刺激と体の状態に応じて始まるものがあると分かります。ここでは研究の多い、突然の音による聴覚性の驚愕反射を中心に見ていきます。
この節の出典：T01-SR01
「びくっ」の中で何が起きているか
日常では、まばたき、肩を上げる動き、体をすくめる動きをまとめて「驚いた」と表現します。研究では、それぞれの筋肉がいつ活動を始めたかを測り、ひとまとまりに見える反応を詳しく調べます。その際に使われる筋電図は、筋肉の活動に伴う電気的な変化を記録する方法です。見た目の動きが小さくても、反応の始まる時刻や現れる筋肉を比較できます。
1991年、ブラウンらは健康な参加者12人に予期しない音を聞かせ、各部の筋電図を調べました。目を閉じる眼輪筋には早い反応が現れましたが、この反応は音を繰り返しても残りやすく、全身性の反応とは異なる性質を示しました。研究者は、この早い活動を通常の聴覚性まばたきとして区別しています。「驚愕反射」という言葉を使うときは、どの反応を捉えているかが大切になります。
また、筋電図の反応が現れるまでの時間、反応が現れた回数、反応の大きさは、それぞれ違う測定項目です。たとえば反応が出やすくなったという結果を、そのまま「毎回、より強く驚いた」と言い換えることはできません。日常の「びっくりした」という一言を、実験では複数の側面に分けて扱っています。
この節の出典：T01-SR01
脳幹を中心にしたすばやい運動
脳幹は、大脳と脊髄をつなぐ位置にあり、中脳・橋・延髄からなります。脊髄は背骨の中を通る中枢神経系の一部で、体からの感覚情報を受け取るとともに、筋肉の活動に関わる回路を含んでいます。驚愕反射では、脳幹を中心とする回路から、首や体幹、手足の運動に関わる信号が伝わると考えられています。
先ほどのヒト研究では、早いまばたきを除くと、首の胸鎖乳突筋の活動が早く現れました。各筋肉を支配する神経の出る位置が、脳幹の下部から離れるほど、反応開始までの時間が長くなる傾向がありました。この時間関係は、脳幹を中心とする反応という解釈を支持します。各筋の反応開始時刻を比べることで、複数の筋肉への出力がどこで組織されるかを推定できます。
動物研究で調べられた短い回路
細胞同士のつながりを詳しく調べるには、動物研究が重要な役割を果たしてきました。1996年のリーらのラット研究では、蝸牛根ニューロンと、橋の尾側部にある網様体の一部が、聴覚性の驚愕反射に重要であることが示されました。ニューロンは神経細胞のことで、網様体は脳幹に広がる神経細胞群を指します。
研究では、特定の領域に限って細胞を損傷させ、音への驚愕反応がどう変わるかを調べました。蝸牛根ニューロンや橋尾側網様核の対象領域を損傷させると、反応が失われました。蝸牛根ニューロンの操作後にも聴覚入力の一部は保たれていたことから、単に音が届かなくなっただけでは説明しにくい結果でした。
この研究は、聴覚入力が脳幹の比較的短い回路を通り、運動出力へ結びつくモデルを支えます。ヒトの筋電図研究と合わせることで全体像が見えてきますが、ラットで確認した接続の細部は、動物研究の知見として扱います。
この節の出典：T01-SR02
姿勢と繰り返しで反応が変わる
同じ音でも、反応する筋肉や反応の出やすさは、そのときの姿勢によって変わります。ブラウンらの別の1991年の研究では、健康な参加者について、立位11人、座位6人で音への反応を調べました。すねの前側の前脛骨筋や、ふくらはぎのヒラメ筋では、力を抜いた座位より立位の方が筋電図の反応が現れやすくなりました。立っているときの脚は、体を支える課題も担っています。
さらに、座ったまま足首を伸ばす方向へ力を入れた条件では、立位で見られるような短い潜時の反応は記録されませんでした。潜時とは、刺激が始まってから反応が現れるまでの時間です。この結果からは、筋肉にあらかじめ力が入っているかだけでなく、姿勢をどう保っているかも関係すると読み取れます。
反復も観察の条件です。同じ刺激を繰り返すと、全身性の驚愕反応が小さくなることがあり、これは慣れ、すなわち馴化として扱われます。一度目と何度目かでは、反応を見る条件が変わっています。
乳児のモロー反射と分けて理解する
乳児のモロー反射も「びっくり反射」と呼ばれることがあります。こちらは、体の支持が急に変わるときなどに、腕を広げてから抱き寄せるような動きが見られる発達期の反応です。成人にも見られる聴覚性の驚愕反射とは、観察する運動の形や発達上の位置づけを分けて理解します。
1987年のウェゲマンらの研究は、生後3〜6日の新生児25人を観察し、多様な動きを分類しました。その分類でも、驚愕運動とモロー反応は別に扱われています。1995年のロンキストの研究では、生後1〜5日の新生児52人について、頭を後ろへ反らせず、体全体を垂直下方へすばやく動かしてモロー反応を誘発し、腕を外へ広げて伸ばす相と、内側へ寄せて曲げる相などを分析しました。これは研究条件を説明するもので、家庭で乳児の体を急に動かして試すことを勧めるものではありません。
言葉の呼び方が似ていても、対象年齢、刺激、運動の形をそろえて比べる必要があります。成人が音で肩をすくめる様子だけを見て、「モロー反射が残っている」と判定する根拠にはなりません。
ボディワークでは条件を観察する
驚愕反射の研究が教えてくれるのは、すばやい反応にも、姿勢や刺激の履歴との関係があることです。動きを観察するときには、「どれほど大きく反応したか」に加え、予告があったか、どこに触れたか、立っていたか、同じ刺激が続いていたか、といった状況を書き留めると、起きたことを具体的に整理できます。
実践上の配慮としては、触れる前に声をかける、触れる場所を伝える、本人が姿勢や刺激の強さを選べるようにする、といった工夫が考えられます。こうした配慮は、相手と条件を共有するための提案です。ここで紹介した基礎研究では、特定の施術の効果までは検証していません。反応を確かめる目的で、不意に大きな音を出したり、何度も驚かせたりする必要はありません。
体がすくんだときも、まずはどんな出来事に反応したのかを本人と確かめます。目に見える反応と、その人がどう感じたかを一緒に扱うことで、驚愕反射という用語を、日常の動きを丁寧に理解する手がかりにできます。
関連語
- 網様体脊髄路
- モロー反射
- 馴化
- 筋電図
参考文献
- [T01-SR01] Brown P, Rothwell JC, Thompson PD, Britton TC, Day BL, Marsden CD. (1991) Brain : a journal of neurology 114 ( Pt 4) 1891-1902 New observations on the normal auditory startle reflex in man.
- [T01-SR02] Lee Y, López DE, Meloni EG, Davis M. (1996) The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 16 3775-3789 A primary acoustic startle pathway: obligatory role of cochlear root neurons and the nucleus reticularis pontis caudalis.
- [T01-SR03] Brown P, Day BL, Rothwell JC, Thompson PD, Marsden CD. (1991) Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry 54 892-897 The effect of posture on the normal and pathological auditory startle reflex.
- [T01-SR04] Weggemann T, Brown JK, Fulford GE, Minns RA. (1987) Child: care, health and development 13 41-58 A study of normal baby movements.
- [T01-SR05] Rönnqvist L. (1995) Neuropsychologia 33 713-726 A critical examination of the Moro response in newborn infants--symmetry, state relation, underlying mechanisms.
- [T01-RT01] Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al. (editors) (2001) Neuroscience. 2nd edition. Sinauer Associates; NCBI Bookshelf Purves et al., Neuroscience, 2nd ed. (2001): Motor Control Centers in the Brainstem: Upper Motor Neurons That Maintain Balance and Posture
