ボディースキーマ

ボディ・スキーマとは、四肢の位置を含む、生物自身の身体の内部モデルである。神経学者ヘンリー・ヘッド卿は、これを「身体の位置や場所の最終的な感覚が、以前に起こったこととの関連を帯びて意識に浮かび上がるような方法で、入ってくる感覚刺激によって生み出される印象を積極的に組織化し修正する」身体の姿勢モデルと定義した。 ^[1] 四肢の位置を追跡する姿勢モデルとして、それは行動の制御において重要な役割を果たしている。

身体図式は、中枢（脳のプロセス）と末梢（感覚、固有受容）システムの両方の側面に関係しています。したがって、身体図式は、空間内での身体部分の姿勢を記録するプロセスの集合体と考えることができます。図式は、身体の動きの間に更新されます。これは通常、無意識のプロセスであり、主に行動の空間的組織化に使用されます。したがって、身体の空間的特性の実用的な表現であり、これには、手足と手足の節の長さ、それらの配置、空間内での節の構成、および体表面の形状が含まれます。^{[2] [3] [4] [5]身体図式は、人間による}ツールの統合と使用においても重要な役割を果たします。^{[6] [7] [8] [9]}

ボディ・スキーマはボディ・イメージとは異なります。両者の区別は時間の経過とともに発展してきました。

体性感覚系と感覚神経に関する先駆的な研究を行った英国の神経学者ヘンリー・ヘッドは、英国の神経学者ゴードン・モーガン・ホームズとともに、1911年に初めてこの概念を説明した。 ^[10]この概念は、脳の頭頂葉に損傷を受けた患者の空間表現の乱れを説明するために、最初は「姿勢図式」と名付けられた。ヘッドとホームズは、姿勢や動きを記録するための身体図式と、体表面の刺激された場所の位置を特定するための身体図式の2つの図式（またはスキーマ）について議論した。「身体図式」は、「私たち自身の組織化されたモデル」を指す用語となった。^{[10]ヘッドとホームズによって最初に提案された用語と定義は、}神経科学と脳についてより多くのことが知られるようになるにつれて、ほぼ1世紀にわたる研究に耐え、明確化されてきた。 ^[2]

神経科学者のパトリック・ハガードとダニエル・ウォルパートは、身体図式の7つの基本的な特性を特定しました。それは、空間的にコード化され、モジュール化され、適応性があり、超形態的であり、首尾一貫し、対人関係があり、動きによって更新されるというものです。^[2]

ボディ・スキーマは、身体の位置と構成の両方を空間内の3次元物体として表す。主に触覚と視覚の感覚情報の組み合わせが、空間内の手足の表現に寄与する。^{[2] [4]}この統合により、刺激を身体に対して外部空間に局在させることができる。^[6]ハガードとウォルパートの例では、手の触覚感覚と腕の関節角度に関する情報の組み合わせが示されており、これにより、ハエを叩くために腕を素早く動かすことが可能になる。^[2]

身体図式は脳の単一の領域で完全に表現されるわけではない。^[2]最近のfMRI（機能的磁気共鳴画像）研究は以前の結果を裏付けている。例えば、足と手の図式は脳の異なる領域でコード化されているが、指は完全に別の部分で表現されている。^[11]

身体図式の可塑性変化は能動的かつ継続的である。例えば、身体図式の緩やかな変化は、個人が成長するにつれて生涯にわたって起こるはずであり、身体部位の絶対的および相対的なサイズは生涯にわたって変化する。^[2]身体図式の発達は幼児にも起こることが示されている。ある研究では、これらの子供たち（9、14、19か月）の場合、年長の子供たちはスプーンを最適かつ快適に握れるように扱ったのに対し、年少の子供たちはスプーンの向きや最終的な使いやすさに関係なく、利き手で手を伸ばす傾向があった。[ ^12]短期的な可塑性は、道具を身体図式に統合することで示されている。^{[7] [9]}ラバーハンド錯視はまた、数秒の時間スケールで身体図式が急速に再編成されることを示しており、身体図式が再編成される際の可塑性と速度の高さを示している。^[13]この錯覚では、参加者はダミーの手が絵筆で撫でられているのを見ながら、自分の手も同じように撫でられているのを見る。参加者は自分の手へのタッチがダミーの手によるものであると感じるかもしれないし、ダミーの手が何らかの形で自分の手であると感じるかもしれない。

身体図式は、その性質上、固有受容覚（身体の隣接する部位の相対的な位置感覚）と触覚情報を統合して、3次元の身体表現を維持します。しかし、他の感覚情報、特に視覚情報は、同じ身体表現に含まれることがあります。この同時参加は、身体図式内に複合表現があることを意味し、これは、主要な情報（視覚、触覚など）を単一の感覚様相または抽象的な非様相形式に変換するプロセスが関与していることを示唆しています。^[2]

身体図式が適切に機能するためには、一貫した組織を継続的に維持できなければなりません。^[2]そのためには、感覚入力間の差異を解決できなければなりません。これらの感覚間の不一致を解決すると、ラバーハンド錯覚で経験されるような興味深い感覚が生じる可能性があります。^[13]

個人の身体図式は、自分自身の身体と他人の身体の両方を表すために使用されていると考えられています。ミラーニューロンは、身体図式の対人特性において役割を果たしていると考えられています。身体図式の対人投影は、特に利き手とジェスチャーの位置を維持しながら、必ずしも正確な動作自体をコピーするのではなく、手振りなどの動作をうまく模倣する上で重要な役割を果たします。^[11]

機能的な身体図式は、空間内での身体部位の動きと位置をインタラクティブに追跡できなければならない。^[2]運動前野のニューロンがこの機能に寄与している可能性がある。運動前野のニューロンのクラスには多感覚ニューロンがある。これらの多感覚ニューロンはそれぞれ、触覚刺激だけでなく視覚刺激にも反応する。ニューロンには触覚受容野（体表面の反応領域）があり、通常は顔、腕、または手に存在している。同じニューロンは、触覚受容野付近の空間にある視覚刺激にも反応する。例えば、ニューロンの触覚受容野が腕を覆っている場合、同じニューロンは腕付近の空間にある視覚刺激にも反応する。Graziano らが示したように、視覚受容野は腕の動きに合わせて更新され、腕が動くと空間を移動する。^[14] [ ^15]同様の身体部位中心のニューロン受容野は顔にも関連している。これらのニューロンは、明らかに、身体部位の位置と、身体部位に対する近くにある物体の位置を監視している。同様のニューロン特性は、道具の使用など、外部の物体を身体図式に組み込む能力にも重要である可能性がある。

拡張身体図式の考え方は、身体の精神的概念の形成に寄与する固有受容覚、視覚、感覚の要素とは別に、身体図式の形成に寄与する同じプロセスが、外部の物体を身体の精神的概念に組み込むこともできるというものである。^[16]部分的に哲学的であり部分的に神経科学的なこの概念は、可塑性と適応性の概念に基づいて、身体図式がどこで終わるのかという疑問に答えようとするものである。

この概念が本当に存在するかどうかについては議論があり、一方では身体図式は身体を超えて拡張されないと主張し、他方ではそうではないと信じている。^{[17] [18]}

拡張身体図式理論に賛同する人々が共有する視点は、道具の使用に関する理論を支持するものに沿った推論に従います。

いくつかの研究では、道具の同化を理解しようとする試みが、拡張された身体図式の存在を主張するために使用されています。ウールの物体の使用と相互作用に関する実験では、被験者はさまざまな状況でウールの物体の残像を認識する能力をテストされました。被験者は暗い部屋に目を慣らし、次に短い (1 ミリ秒) 光のフラッシュを見せられました。これは、実験中に目の前に差し出した腕の残像効果を生み出すことを意図したものです。その後腕を動かすと、残像は「フェード」または消えて、腕が動くにつれて消えます。これは、特徴 (腕) が追跡され、人の身体図式に統合されていることを示しています。無意味なウールの物体の統合をテストするために、被験者は 4 つの異なる状況を経験しました。

1. 被験者は両手に羊毛の物体を持ち、片方の手（アクティブな手）は物体（アクティブな物体）を握ったまま動かします。
2. アクティブ ハンドを使用すると、残像が認識されるとアクティブ ウール オブジェクトが落とされます。
3. 残像が知覚されると、アクティブな手を使用してアクティブなウールのオブジェクトをつかみます。
4. 被験者は、羊毛の物体を保持する機械装置を握るように指示されました。残像が認識されると、被験者の能動的な手によって機械装置が羊毛の物体を落とします。

4 番目を除くすべての状況で、被験者は腕だけの場合と同じ「フェードアウト」効果を経験した。これは、ウールの物体が被験者の身体図式に統合されたことを示し、身体が固有受容覚と視覚要素を使用して拡張された身体図式を作成するという考えを支持するものである。機械装置は被験者とアクティブな物体の間の仲介者として機能し、その状況で被験者が残像を検出できなかったことは、この拡張の概念が身体が直接接触しているものに対してのみ敏感であることに限定されていることを示す。^[7]

別の見方では、身体はあらゆる種類の身体図式の限界であるということです。

この区分の一例は、個人的注意と個人外注意に関する研究と議論に見られる。個人的注意は身体自身の感覚（身体図式）に関連し、個人外注意は身体の外部すべてに関連する。拡張身体図式理論の説明とは反対に、これら 2 つのカテゴリは完全に別個であり、混ざり合うことはないという主張を支持する研究もある。その証拠は主に、右半球脳損傷のある中年男性の EDS の場合のように、半側空間無視の被験者に見られる。文章読み取りテストや取り消しテストなどの従来の測定法を使用して半側空間無視の検査を受けたところ、EDS にはほとんど兆候が見られず、その後の検査では全く兆候が見られなかったため、医師は彼が正常であると信じた。しかし、彼は左足が見えないと主張していたため、理学療法では常に問題を抱えていた。さらに検査したところ、EDS は身体の知覚にのみ影響を与える特定のタイプの半側空間無視であることがわかった。身体の左側の運動機能は完全に損なわれたわけではないが悪影響を受けており、ひげを剃るなどの作業をしようとすると、彼は必ず顔の左側を剃らない。このことから、一部の研究者は、個人的無視と個人外無視の間には区別があり、それが身体図式自体にも同様の違いを反映していると考えるに至った。^[19]

最も直接的な関連障害である脱感作は、運動ニューロンには影響を及ぼさずに、身体からの感覚入力が減少または消失した場合に発生します。この障害の最も有名な症例は「IW」で、首から下のすべての感覚入力が失われ、一時的な麻痺に陥りました。彼は、意識的な身体イメージと視覚フィードバックのみを使用して、動きを制御することをもう一度学ばざるを得ませんでした。その結果、歩行などの活動中に一定の視覚入力が失われると、タスクを完了できなくなり、転倒したり、単に立ち止まったりする可能性があります。IW は、タスクを正確に完了するために常に注意を払う必要があり、触覚と固有受容覚を身体図式に統合するプロセスが実際にはいかに自動的かつ無意識的であるかを示しています。 ^[20]

自己認識失認は、典型的には左頭頂葉の損傷後に発症する。この障害を持つ患者は、隣接する身体部位の混同から生じる誤りを犯す。例えば、患者は腰を指すように言われても膝を指すことがある。この障害は身体図式に関係するため、患者自身の身体と他人の身体の両方で位置特定エラーが起こる可能性がある。身体図式内の身体の空間的統一性が損なわれ、他のモジュール部分との関係で身体が誤って区分されている。^[21]

幻肢は、手足を切断した後に起こる現象である。90～98%の症例で、切断者は手足や体の一部または全部がまだそこにあり、場所をとっているように感じると報告している。 ^[22]切断者は、手足が完全に制御されているか、麻痺していると感じることがある。幻肢の一般的な副作用は幻肢痛である。幻肢が発生する神経生理学的メカニズムはまだ議論の的となっている。^[23]一般的な理論では、切断により求心性神経が遮断された求心性ニューロンは通常、脳内の隣接する皮質領域に再マップされると仮定している。これにより、切断者は、体の一見無関係な部分が刺激されたときに、失った手足が触られているように感じると報告することがある（例えば、顔に触れたのに、切断者は特定の場所で失った腕を撫でられているように感じる）。幻肢のもう一つの側面は、身体図式に位置を報告する役割を担う遠心性コピー（運動フィードバック）がすぐには減衰しないことである。そのため、切断患者は、失われた身体部位がまだ固定または可動位置にあると認識する可能性がある。^[2]

身体失認、身体錯乱、病態失認、身体失認、異知症、半側空間無視はすべて、身体図式の障害の側面を伴う（または、場合によっては伴う）病気です。半側空間無視は、脳卒中が原因となることがあるため、珍しい病気ではありません。

身体図式は身体を統合して三次元的に表現する能力が必要であるだけでなく、道具の使用においても重要な役割を果たしている。^[9]マカクザルの頭頂間皮質の神経活動を記録する研究では、訓練によりマカクザルの身体図式は更新され、手を伸ばすための道具などが身体図式に含まれることが示された。^[9]ヒトでは、身体図式は単純な道具の使用と複雑な道具の使用の両方において重要な役割を果たしており、マカクザルのそれをはるかに上回っている。^{[6] [8] [9]}この統合には大規模な訓練も必要ではない。^[11]

道具が身体図式に統合されるメカニズムは完全には解明されていない。しかし、長期の訓練による研究では興味深い現象が見られた。両手で道具を交差させた姿勢で扱うと、手だけを交差させたときと同様に行動効果が逆転する。したがって、感覚刺激は、直接的に手へ、または道具を介して間接的に同じように伝達される。これらの研究は、心が道具を隣接する手と同じまたは類似の領域に組み込むことを示唆している。^[9]身体図式の短期可塑性に関する最近の研究では、道具を使った事前の訓練を受けていない個人が使用された。残像と身体図式の関係から得られたこれらの結果は、訓練の長さに関係なく、道具が数秒以内に身体図式に組み込まれることを示しているが、結果は人間以外の種には及ばない。^[6]

歴史的に、ボディ・スキーマとボディ・イメージは一般的に一緒に扱われ、互換的に使用され、または明確に定義されていませんでした。科学やその他の分野では、この2つの用語は今でもよく誤解されたり混同されたりしています。この2つを区別し、明確で区別可能な方法で定義する努力がなされてきました。^[24]ボディ・イメージは、自分の体に関する認識、態度、信念で構成されています。対照的に、ボディ・スキーマは、動きや姿勢を制御する感覚運動能力で構成されています。

ボディ イメージは、人が自分の身体的外観を意識的に認識することと関係があります。これは、心の中で自分を思い描いたり、鏡に映った自分を認識したりするときに、個人が自分自身をどのように見ているかを示します。認識が動作と異なるのと同様に、ボディ イメージはボディ 図式とは異なります。どちらも、特に新しい動作を学習するときに、行動に関係している可能性があります。

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