F波

神経科学において、F波は、末梢運動神経または混合（感覚神経と運動神経）の電気刺激によって引き起こされる直接運動反応（M）に続く、いくつかの運動反応の1つです。 ^{[1] F波は、神経支配感覚線維の電気刺激に対する筋肉反応である}H反射（ホフマン反射）に加えて、神経の遠位領域より上の皮膚表面に刺激が加えられた後に観察される2つの後期電圧変化のうちの2番目です。^{[2] [3]}脊髄と筋肉の間の末梢神経全体に沿ってF波を通過させることで、腕と脚の遠位刺激部位と頸髄と腰仙髄の関連する運動ニューロン（MN）間の運動神経伝導を評価することができます。^{[4] F波は、アルファ運動ニューロンの}求心性ループと遠心性ループの両方を全体的に評価できます。 ^[5]そのため、F波運動神経伝導のさまざまな特性は神経伝導検査（NCS）で分析され、^{[6]神経細胞の脱髄状態や末梢軸索の完全性の喪失から生じる}多発神経障害の評価によく使用されます。^{[1] [7] [8]}

F波の命名法は、当初は足の小さな筋肉で研究されていたため、このように名付けられました。^[9]直接運動反応 (M) に存在するものと同じ運動単位 (MU)で F波が観察されること、 ^[10]および脱求心性動物モデルと脱求心性ヒトモデルで F波が存在することから、^[11] F波が誘発されるには運動軸索の直接的な活性化が必要であり、^[12]求心性感覚神経に沿った伝導を伴わないことがわかります。したがって、F波は反射ではなく波であると考えられています。

F波は、神経の遠位部より上の皮膚表面に印加される強い電気刺激（超最大刺激）によって引き起こされます。^{[3]このインパルスは}、アルファ運動ニューロンに沿って順行性（筋線維に向かって）と逆行性（脊髄の細胞体に向かって）の両方で伝わります。^{[4] [7] [13] [14]}順行性インパルスが神経支配筋線維に到達すると、これらの筋線維で強い直接運動反応（M）が誘発され、一次複合筋活動電位（CMAP）が生じます。^{[3] [7]}逆行性インパルスが逆行性伝達によって運動ニューロンプールの前角内の細胞体に到達すると、これらのアルファ運動ニューロンの選択された部分（利用可能な運動ニューロンの約5〜10％）が「逆行性」またはリバウンドを起こします。^{[2] [3] [4] [5]}この逆行性の「バックファイア」は、アルファ運動ニューロンを伝わって神経支配筋線維に向かう順行性インパルスを誘発する。通常、先行する逆行性インパルスによって脱分極された運動ニューロンの軸索セグメントは過分極状態になり、インパルスが軸索に沿って移動できなくなる。^[15]しかし、これらの同じ軸索セグメントは十分な時間興奮性または相対的に脱分極したままであるため、急速な逆行性バックファイアが可能になり、神経支配筋線維に向かう順行性インパルスが継続する。^{[15] [13]}この連続した順行性刺激は、その後、より小さな筋線維集団を誘発し、F波として知られるより小さなCMAPをもたらす。^[3]

末梢神経刺激後のF波の存在には、いくつかの生理学的要因が影響している可能性があります。F波の形状と大きさ、および存在確率は小さいですが、これは、特定の刺激に対する運動単位（MU）の活性化には大きなばらつきがあるためです。^[4]そのため、F波を誘発するCMAPの生成は、連続する刺激に対する特定のプール内の運動単位の活性化のばらつきに左右されます。^[11]さらに、末梢神経線維の刺激は、順行性インパルス（感覚線維に沿って背角に向かう）と逆行性活動（α運動ニューロンに沿って腹角に向かう）の両方の原因となります。^{[4] α運動ニューロンの側枝に沿った逆行性活動は、抑制性}レンショウ細胞の活性化、または運動ニューロン間の直接的な抑制性側枝を引き起こす可能性があります。^[16]これらの手段による抑制は、隣接する運動ニューロンの興奮性を低下させ、逆行性逆発火および結果として生じるF波の可能性を減少させる可能性がある。ただし、レンショー細胞はよ​​り小さなα運動ニューロンを優先的に抑制するため、逆行性逆発火の調節への影響は限られていると主張されている。^[7]

刺激ごとに異なる前角細胞集団が刺激されるため、F波は普遍的で低振幅の遅い運動反応として特徴付けられ、一連の刺激にわたって振幅、潜時、構成が変化する可能性があります。^{[4] [17]}

F 波は、次のようないくつかの特性によって分析できます。

• 振幅( μV ) - F波の高さまたは電圧
• 持続時間( ms ) - F波の長さ
• 潜時（ミリ秒） - 最初の刺激からF波の誘発までの時間

F応答については、次のようないくつかの測定が可能である: ^{[7] [13]}

• 最小および最大 F 波潜時 (ms) -ギランバレー症候群などの脱髄性神経障害の評価によく使用されます。
• クロノ分散 -一連の F 波における最大潜時と最小潜時の差
• F 波の持続性 -誘発された F 応答の数を提示された刺激の数で割って計算されるアルファ運動ニューロンの興奮性の尺度。

最小 F 波潜時は通常、上肢では 25 ～ 32 ミリ秒、下肢では 45 ～ 56 ミリ秒です。

F 波持続性は、刺激回数あたりに得られる F 波の数であり、通常は 80 ～ 100% (または 50% 以上) です。

• H反射
• 筋電図検査（EMG）