プリズム適応

プリズム順応は、視野が人工的に横方向または垂直方向にシフトされた後に起こる感覚運動順応です。これは、19世紀後半のドイツでヘルマン・フォン・ヘルムホルツが知覚学習理論を裏付ける証拠として初めて導入しました（ヘルムホルツ、1909/1962）。^{[1]発見以来、プリズム順応は}半側無視患者の空間認識障害を改善することが示唆されています。

プリズム順応中、被験者はプリズム ウェッジで作られた特殊なプリズム ゴーグルを着用します。このゴーグルは、視野を横方向または縦方向に移動させます。ほとんどの場合、視野は右方向または左方向に横方向にシフトします。ゴーグルを着用している間、被験者は目の前にある視覚ターゲットを指すなどの知覚運動タスクを行います。プリズム順応セッションには、事前テスト、プリズム露出、事後テストの 3 つの要素が含まれます。プリズム順応パラダイムの効果は、事前テストと事後テストの知覚運動タスクのパフォーマンスを比較することで確認できます。

1. 事前テスト: たとえば、事前テストでは、プリズム照射前に目の前にある視覚ターゲットを指差す観察者の能力を測定します。このタスクは、正常で健康な個人であれば、容易かつ正確に完了できます。
2. プリズム露出: プリズム露出中、観察者の視野が一方向に横方向にずれているため、ターゲットを指差す最初の試みはターゲットから外れます。プリズム露出中の最初の指差エラーは、視覚のずれと同じ方向に発生します。たとえば、プリズム ゴーグルが視野を右にずらした場合、「プリズム順応の直接効果」と呼ばれる感覚運動順応が発生するまで、最初の指差エラーは視覚ターゲットの右側に発生します。

プリズムゴーグルによって引き起こされる初期のポインティングエラーは、観察者の運動マップと固有受容マップのずれによって引き起こされます。エラーが検出されると、観察者は戦略的な再調整によってエラーを修正しようと意識的に努力します。エラーの削減は、視覚マップと固有受容マップを徐々に再調整する空間再調整と呼ばれる無意識のプロセスによっても促進されます (Newport and Schenk, 2012)。^{[2] [3]}これは、一連の繰り返し試行を通じて、観察者がエラーの範囲を減らし、視覚の変位にもかかわらず視覚ターゲットをより正確に指すことができることを意味します。通常、個人が視覚の変位に適応してターゲットをうまく指すには、わずか 10 回の試行で済みます (Rosetti et al., 1993)。

3)事後テスト: 事後テスト中は、プリズム ゴーグルを外します。プリズムへの露出の結果として観察される直接効果の順応は持続し、プリズム順応の負の後遺症と呼ばれる現象を引き起こします。負の後遺症により、事後テスト中に視覚ターゲットを最初に指し示す試みは、視覚シフトの反対方向になります。たとえば、観察者が右にシフトするプリズムにさらされた場合、後遺症によって誘発される最初の指し示しエラーはターゲットの左側になります。観察される後遺症の程度は、プリズムへの露出中に視覚および固有受容空間マップで発生した再調整の量を反映しています (Newport および Schnek、2012)。負の後遺症は永続的ではありませんが、プリズム順応セッションの数と患者がさらされる時間に応じて持続期間が異なります。最終的に後遺症は消え、指し示す能力はテスト前のレベルに戻ります。

プリズムにさらされている間、脳のさまざまな領域が活性化され、視覚ターゲットを指す際のエラーの削減に寄与することが証明されています。2009年にLauteらによって行われたfMRI研究^[4]では、プリズム適応のエラー修正段階に関連する神経活動パターンを調べ、左前頭頂間溝が指示偏差に比例して活性化し、適応とともに徐々に減少する一方で、運動計画が試行ごとに調整されるにつれて頭頂後頭溝の活性化の増加が観察されることを発見しました。頭頂間溝はエラー検出に関与し、頭頂後頭溝はエラー修正に関与することが示唆されました。 2010年にChapmanらによって行われた別のfMRI研究では、プリズム適応のエラー修正段階に関連する 神経活動パターンが調べられました。^[5]は、プリズム適応の後の空間再調整段階の基礎となる神経メカニズムが右小脳と下頭頂小葉を動員することを発見した。

プリズム順応は、半側無視などの神経疾患の視空間障害のリハビリテーションに使用できます。長期のリハビリテーションツールとして使用する場合、プリズム順応は、十分に強力なプリズムゴーグルを使用して、多くのセッションを繰り返した場合にのみ効果的であることが明らかになっています (Newport and Schenk, 2012)。通常、半側無視の患者は、脳卒中、外傷性脳損傷、またはその他の障害に起因する右頭頂葉または右半球の脳損傷により、無意識に左空間半視野を無視します。これらの患者は、無視された半視野内で知覚、注意、心的イメージ、および運動の障害を示していることに気づいていません。これらの患者は注意障害に気づいていないため、半盲の患者とは異なり、無視された空間側に自発的に注意を向けることができません。したがって、片側無視は日常生活においてさまざまな機能障害を引き起こします。

プリズム順応は、半側無視の患者に対するリハビリテーション療法の一形態として導入されている。半側無視の患者が直面する主な問題は、視覚注意のフレームが病的に小さいだけでなく、右視野に偏っていることである。その結果、左視野が完全に無視される。プリズム順応を使用すると、視覚注意のフレームが再調整され、無視されていた左視野の一部が注意の焦点となる。右偏向プリズムを使用すると、患者の視野全体が右に移動し、左視野が注意の焦点となるように再調整される。この空間再調整はプリズム曝露後も長期間持続し、患者が以前は無視されていた空間の側面を認識できるようにすることで、半側無視の症状を改善することが証明されている。このような改善の背後にある提案されたメカニズムは、プリズム順応後の無視側への眼球運動の増加を伴うことです（Serino et al. 2006 ^[6]および Shiraishi et al. 2010）。^[7]プリズムへの曝露は脳内の眼球運動システムのリセットを促進し、高次の視覚空間表現の改善をもたらし、片側無視の症状の持続的な改善を可能にします（Serino et al.、2006）。

プリズム順応が無視の症状に及ぼすプラス効果は、持続時間の長さや、視覚運動課題以外の感覚モダリティ課題への一般化において、さまざまなことが示されています。1998 年に Rosetti ら^[8]が発表した、片側無視の短期的 (2 時間) 改善は、この短期的効果を長期的なリハビリ効果に変換することへの関心を呼び起こしました。以下は、プリズム順応の潜在的なリハビリ効果を調査するために実施された科学的研究の進展です。

Rossi et al., 1990, ^{[9]は、半盲と}半側無視の両方の症状のリハビリテーションのツールとしてプリズム順応を使用することを確立した最初の論文でした。Rossetti et al., 1998 は、無視を伴う脳卒中生存者のグループについて発表し、プリズム曝露直後と2時間後にすべての患者で無視障害のパフォーマンスが改善したと報告しました。これらの結果は、プリズム順応セッションの前後の一連の神経心理学的テストにおける患者のパフォーマンスを比較することによって得られました。使用された神経心理学的テストには、直線二等分、直線消去、5つのアイテムからなる簡単な絵の模写、記憶からのデイジーの描画、簡単なテキストの読み取りが含まれていました。

プリズム適応は、2001 年の Rode らによるケース スタディで表象無視を改善することも示されました。^[10]片側無視の患者 2 名に、フランスの地図を頭の中でイメージし、2 分以内に「見える」すべての町の名前を挙げるように指示したところ、空間認知能力が改善しました。プリズム適応後、これらの患者は名前を挙げる町の数が増え、特に地図の左側にある町の名前を挙げるようになりました。この結果は、プリズム適応が空間表象の認知能力にも大きな変化をもたらす可能性があることを示しています。

2002年にFrassinettiらの研究により、半側無視の症状が著しく軽減したことが報告されている。^[11]視覚運動、視覚言語、行動、空間認知能力の改善は、1日2回、2週間のプリズム適応プログラムを実施した後、最大5週間持続することが観察された。標準テストには、線の消去、線の二等分、模写または記憶による描画などの視覚運動能力が含まれていた。視覚言語能力には、物体の説明、物体の命名、単語の読み取りが含まれていた。行動テストには、絵のスキャン、電話のダイヤル、メニューや記事の読み取り、住所や文章の模写、時刻の告げ方と設定、コインやカードの分類、地図ナビゲーションのテストが含まれていた。空間認知能力テストには、部屋の説明テストと物体への到達テストが含まれていた。

1か月間の追跡調査では、プラセボ治療（非偏向ゴーグルによる指示）がプリズム適応治療と比較されました。プリズム適応のみが、プリズム適応セッション後少なくとも1か月間、無視症状の長期的な有意な軽減をもたらすことがわかりました。（Serino et al.、2009）。^[12]

無視症状の改善は最大6か月持続することが示されており（Laute et al., 2009およびSerino et al., 2007 ^[13]）、より最近の研究では、プリズム適応後2～3.5年間改善が持続することが記録されています（Shiraishi et al., 2010）。

Barrett et al., 2012 ^[14] ) は、空間無視に対するプリズム順応を用いた 48 件の論文をレビューし、この治療法を臨床試験で有用な情報が得られる段階にまで引き上げるために重要な研究を行う必要があると訴えた。これまでの実験 (例えば Fortis et al., 2011 ^[15] ) では、空間照準障害はプリズム順応治療に選択的に反応し、照準障害の存在はプリズム順応療法への良好な反応を予測すると報告されていること (Goedert et al., 2014 ^[16] )、また古典的な視覚-注意の空間「どこ」障害は療法で改善しない可能性があることを指摘し、著者らは、連続した無作為化治療対照試験に無視患者を無作為化治療対照試験に含めることの妥当性に疑問を呈した。これは、1種類の障害を持つ脳卒中生存者の多くが治療群または対照群のいずれかに入る可能性があり、予想される治療効果の大きさが変わる可能性があるためです。効果的な治療用量範囲という基本的な問題（治療回数、^[17] 、治療期間、またはプリズムシフトの程度）は、脳卒中障害の医薬品開発では考えられないことですが、検討が始まったばかりです。最後に、プリズム適応治療の機能的影響（実生活での活動と参加の改善）は、悲惨なほど十分に検討されていません。

• Farnè, A; Rossetti, Y; Toniolo, S; Làdavas, E (2002). 「プリズム順応による無視の改善。視覚手指および視覚言語的測定」。Neuropsychologia . 40 ( 7): 718–729. doi :10.1016/s0028-3932(01)00186-5. PMID  11900724. S2CID  2358052.