目と手の協調

眼と手の協調（手と目の協調とも呼ばれる）は、眼球運動と手の動きの協調運動制御、および視覚入力を処理して手を伸ばしたり掴んだりする動作を誘導するとともに、手の固有受容覚を使用して眼球を誘導する、多感覚統合の一様式である。眼と手の協調は、積み木などの固形物の動き、アーチェリー、スポーツのパフォーマンス、楽譜の読み取り、コンピューターゲーム、コピータイピング、さらにはお茶をいれることなど、さまざまな活動で研究されてきた。これは日常的なタスクを実行するメカニズムの一部であり、これがなければ、ほとんどの人はテーブルから本を拾うなどの最も単純な動作さえ実行できないだろう。

神経科学者は人間の視線行動を広範囲に研究しており、視線の使用はタスクに非常に特化しているものの^[1]、人間は通常、動きを誘導するために積極的な制御を示すことを指摘しています。通常、手を動かす前に目がターゲットに固定されるため、目は手に空間情報を提供します。^[2] 手の動きの目標に目が固定されているように見える期間はさまざまで、タスクが完了するまで目が固定されたままの場合もあります。また、手が物体をつかんで操作する前に、目が他の興味のある物体に向かって前方を偵察しているように見える場合もあります。

体幹トレーニングに目と手が使われる場合、一般的に目は手の動きをターゲットに向けます。^[3] さらに、目は物体の大きさ、形、そして指先が作業を行うのに必要な力を判断するための掴む場所など、物体の初期情報を提供します。

連続的なタスクの場合、視線の動きは、動きの方向を変えるときや、認識されたランドマークを通過するときなど、重要な運動学的イベント中に発生します。^[4]これは、タスク検索指向の目の性質と、手の動きの計画との関係、および運動信号出力と目や他の感覚によって認識された結果との間の誤差に関連しており、この誤差は修正運動に使用できます。目は、視覚入力と手の動きを関連付けて認識されたもののコピーを作成する描画タスクで、ターゲットの形状の記憶をリフレッシュするためにターゲットに「再固定」したり、ターゲットの形状や幾何学の変化を更新したりする傾向があります。 ^{[5]高精度のタスクでは、視覚刺激の量が多い場合、}フィッツの法則に従って、コンピューターのマウスを使用する場合など、運動の計画と実行にかかる時間が直線的に増加します。^[6]

人間は、視覚がなくても固有受容感覚を使って手の方を眼球運動で狙う能力があり、手足の位置に関する内部知識に関連する誤差はわずかです。^[7] 手足の固有受容感覚は、能動運動と受動運動の両方において、手足を使って眼球運動を誘導すると、衝動性運動のオーバーシュートを引き起こすことが示されています。実験では、これらのオーバーシュートは、手の動きによるものではなく、眼球運動の制御によるものでした。^[要出典]これは、手足に基づく固有受容感覚が眼球運動座標に変換されて眼球運動を誘導できることを意味しており、これにより手足による衝動性運動の誘導が可能になります。^[要出典]

脳自体の損傷、病気や老化による脳の退化、あるいは感覚を完全に調整できないことなどにより、目と手の協調が阻害される障害、疾患、機能障害が数多くあることがわかっています。

高齢者では、特に高速かつ正確な動きの際に、目と手の協調性に障害があることがわかっています。これは、皮質の一般的な退化が原因で、視覚入力を計算して手の動きに関連付ける能力が失われるためだと考えられています。^[8] しかし、高齢者はこの種の作業に多くの時間をかける傾向がありますが、追加の時間をかければ、若い成人と同じくらい正確さを保つことができます。^{[引用が必要]}

バリント症候群は、目と手の協調運動が完全に欠如していることが特徴で、視神経失調症と独立して発症することが実証されている。^[9]これはまれな精神疾患で、ほとんどの場合、両側の上部頭頂後頭皮質の損傷によって生じる。^[10]最も一般的な原因の 1 つは脳卒中であるが、腫瘍、外傷、アルツハイマー病も損傷を引き起こす可能性がある。 バリント症候群の患者は、視神経失行症、視神経失調症、同時失認という 3 つの主要な要素に悩まされる可能性がある。^[11]同時失認とは、患者が一度に複数の物体を知覚することが困難な状態である。^[10]リハビリテーションには 3 つの異なるアプローチがある。最初のアプローチは適応的または機能的アプローチで、患者の強みと能力を活用する機能的タスクを伴います。2 番目のアプローチは治療的アプローチで、知覚スキルを訓練することで損傷した中枢神経系を修復します。最後のアプローチはマルチコンテキストアプローチであり、自己認識タスクに加えて、さまざまなタスクと動作の要求を伴う複数の環境でターゲットを絞った戦略を練習することを伴います。^[12]

視神経失行症は、目と手の動きをまったく調整できない状態です。視神経失調症に似ていますが、その影響はより深刻で、必ずしも脳の損傷から生じるわけではなく、遺伝的欠陥や組織の変性から生じる可能性があります。^{[引用が必要]}

視神経失調症または視覚運動失調症は、ヒトの後頭葉頭頂葉皮質の損傷に関連する臨床的問題であり、目と手の協調運動が欠如する。片手または両手に影響し、視野の一部または全体に現れることがある。^[13]視神経失調症は、後頭葉皮質における感覚から運動への変換の連鎖的な障害に起因する、手と目の協調運動の高度な障害であるとよく考えられている。視覚、命名、および読み取りは依然として可能であるが、視覚情報は手の運動運動を指示できない。^[13]視神経失調症はしばしばバリント症候群と混同されてきたが、最近の研究では、視神経失調症はバリント症候群とは独立して発生する可能性があることがわかっている。^[9]視神経失調症の患者は通常、脳損傷側とは反対側の世界にある視覚対象物に手を伸ばすのに困難を覚える。多くの場合、これらの問題は現在の視線の方向と関連しており、視線の方向の変化に伴って再マッピングされるようです。頭頂皮質に損傷のある患者の中には、「磁気的到達」が見られる人もいます。これは、掴もうとしている対象から外れている場合でも、視線の方向に手を伸ばしているように見える問題です。^{[引用が必要]}

パーキンソン病の成人患者は、通常の老化に見られるのと同じ機能障害を示すことが観察されているが、その程度はより重度であり、さらにこの病気の通常の症状である運動機能の制御の喪失も伴う。^[8]これは運動障害であり、黒質と尾状核を繋ぐドーパミン作動性ニューロンの変性により起こる。患者の主な症状は、筋肉の硬直、動作の遅さ、安静時の振戦、姿勢の不安定さなどである。^[14] 計画し経験から学ぶ能力により、パーキンソン病の成人患者は改善に時間がかかることがわかっているが、それはパーキンソン病の影響と戦うために薬を使用している状況に限られる。一部の患者にはドーパミンの前駆物質である L-DOPA が投与される。これは血液脳関門を通過し、ドーパミン作動性ニューロンに取り込まれ、ドーパミンに変換される。^[14]