【2022年最新】前頭葉の機能、MRI画像、遂行機能障害・注意・記憶・人格、症状、リハビリテーション
はじめに：前頭葉とは？
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人間は大きな脳を持っており、その中でも前頭葉は額のすぐ後ろに位置し、特に巨大な部分です。前頭葉は私たちの人間らしさに関わる点において最も大きく影響しています。。
前頭葉は、自発的な運動、表現力豊かな言語、そしてより高度な遂行機能の管理に重要です。
目標を達成するための認知能力の集まりであり、計画し、組織化し、開始し、自己監視し、自分の反応を制御することが含まれます。つまり、自分の行動をコントロールし、効果的な行動を取るために必要な能力を指します。
例えば、あなたが計画を立て、ある活動から別の活動に切り替え、誘惑に抵抗するなどのことをするときに前頭葉に頼っています。
前頭葉は、私たちの行動と感情のコントロールセンターであり、私たちの人格の本拠地であると考えられています。
解剖
前頭葉は、新皮質の総容積の41％を占める最大の葉です。
前頭葉は主に前頭蓋窩に位置し、前頭骨の眼窩板に沿って伸びています。前頭葉の最前部は前頭極と呼ばれ、後ろは頭頂葉との境界である中心溝まで広がっています。また、後内側は側溝によって側頭葉と隔てられています。
一般に、前頭葉の前方に行くほど高度な機能を持ち、脳と身体の残りの部分に何をすべきかを伝えるための接続が多くなります。
MRI
引用元：画像診断Cafe
動脈供給
中大脳動脈（MCA）：前頭葉の外側
前大脳動脈（ACA）：内側前頭葉
引用元：画像診断Cafe
前頭葉と進化
長い間、多くの科学者は、ヒトの前頭葉は他の霊長類より比較的大きいことを認識しており、これが人間の進化において重要な特徴であると考えられていました。そして、この差が人間の認知と他の霊長類の認知の主な違いであると見なされていました。
この考え方は、研究によって覆されました。磁気共鳴画像法を使用して、ヒト、全ての現生猿類、数種のサルの前頭葉皮質の体積を測定しました。その結果、人間の前頭葉皮質は、他の大型類人猿の皮質と比較して相対的に大きくないことが分かりましたが、小型類人猿やサルの前頭葉皮質と比較しては相対的に大きいことが分かりました。。
しかし、私たちが他の哺乳類と異なるのは、脳の大きさではなく、結合性や神経伝達物質の変化といった脳の再編成にあります。
これらの変化をまとめると、以下のようになります。
・脳の大きさの漸進的増加
・半球の非対称性（すなわち、右半球と左半球の構造的または形態的な違い、および、半球間の情報処理能力の違い）
・神経突起（すなわちシナプス的に高密度の領域を形成する無髄の軸索、樹状突起およびグリア細胞の突起）の再編成
前頭葉の損傷
前頭葉は、感情のコントロールセンターであり、私たちの人格の本拠地であると考えられています。脳の中で、病変がこれほど多様な症状を引き起こす部位は他にありません。
前頭葉は、頭蓋の前部に位置し、蝶形骨翼に近接し、サイズが大きいため、損傷に対して非常に脆弱です。
MRI検査では、軽度から中等度の外傷性脳損傷では前頭葉が最もよく傷害を受ける部位であることが示されています。
運動機能の障害は、一般的に腕、手、指の巧緻性や筋出力の低下によって特徴付けられます。また、複雑な運動連鎖も前頭葉で制御されているようです。
前頭葉損傷の患者さんは、自発的な顔の表情がほとんどなく、顔の表情における前頭葉の役割を指摘することができます。ブローカ失語症、または話すことの困難さは、前頭葉の損傷と関連しています。
前頭葉の損傷は、発散的思考、すなわち柔軟性や問題解決能力に影響を与えるようです。また、TBIから良好に回復した後でも、注意と記憶への障害が残ることを示す証拠があります。
前頭葉の損傷による最も一般的な影響の1つとして、社会的行動に大きな変化が現れる可能性があります。特に、両側の脳が影響を受ける場合は、その人の性格に大きな変化が生じることがあります。さらに、前頭葉の損傷は性行動にも影響を与えることがあります。
前頭葉は、私たちが身体や環境から得る情報を処理し、脳の他の部分からの情報を選別して、それが何を意味するのかを理解し、反応を組織化する重要な役割を担っています。つまり、前頭葉は脳のほとんどすべての機能を管理していると言えます。
前頭葉の損傷による症状
前頭葉の損傷による症状としては、以下のようなものがあります。
・体または顔の片側の弱化
・転倒
・問題解決や課題の整理ができない
・創造性の低下
・判断力の低下
・味覚や嗅覚の低下
・うつ病
・行動の変化
・モチベーションの低下
・注意力の低下、気が散りやすい
・性的関心の低下または増大
・衝動的または危険な行動を抑制できない
障害の原因
・頭部外傷
・脳卒中
・前頭葉を侵す感染症
・前頭葉の腫瘍
・多発性硬化症
・神経変性疾患（アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病）
前頭葉の機能
前頭葉は反射的な行動を修正し、制約を与えます。この制御は、幼児の脳の成長と前頭葉が大きくなり、より活発になるにつれて発達します。
運動皮質：自発的な運動
運動前野：運動プログラムの記憶、感覚運動統合、制御された動作の円滑化
前頭葉：集中力、反射的行動の抑制、性格と感情の特徴、抽象的思考。ワーキングメモリ、目標に向けた一連の行動を計画・実行（および監視・評価）する能力などの実行機能
ブローカ野：発話の運動制御
補足運動野：運動の意図的な準備、手続き記憶
前頭眼野：眼球の自発的な走査運動の制御
治療とリハビリテーション
前頭葉の損傷に対する治療は、その原因によって異なります。前頭葉損傷の治療計画には、複数の種類の医療専門家によるチームが含まれます。
前頭葉損傷の潜在的な治療法の例としては、以下のようなものがあります。
理学療法：運動能力、筋力、柔軟性を維持または回復させる
作業療法：着替え、食事、入浴などの日常的な作業や活動を行うための新しい戦略の習得を支援する
職業カウンセリング
言語療法：コミュニケーションの改善や補助器具の使い方の指導を支援する
認知療法：計画、判断、記憶などのスキルに働きかける
心理療法：人間関係、感情的反応、対処スキルの改善を支援する
損傷や脳腫瘍が原因となっている場合には、手術が勧められることもあります。
前頭葉の損傷の原因が、神経変性疾患などの永久的なものである場合もあります。このような場合、治療には薬物療法が用いられることもあります。
他にも遂行機能障害のリハビリテーションを紹介しています→こちら
References
1. Mesulam MM. The human frontal lobes: Transcending the default mode through contingent encoding. Principles of frontal lobe function. 2002 Jun 27;54:8-30.
2. Luciana, ed. by Charles A. Nelson. Handbook of developmental cognitive neuroscience. Monica (2001). Cambridge, Mass. [u.a.]: MIT Press
3. Flint AC, Manley GT, Gean AD, Hemphill III JC, Rosenthal G. Post-operative expansion of hemorrhagic contusions after unilateral decompressive hemicraniectomy in severe traumatic brain injury. Journal of neurotrauma. 2008 May 1;25(5):503-12.
前頭葉に関連するリハビリ論文サマリー
カテゴリー
タイトル
遂行機能障害（前頭葉機能障害）について～４つの構成要素とは？～
原著はExecutive dysfunctionこちら
なぜこの論文を読もうと思ったのか？
遂行機能障害を有する患者の治療に関わることがあり、問題の整理をしようと思い学習の一助として本論文に至った。
内 容
遂行機能障害について
・遂行機能とは目的を持った活動を効率的に行うために必要な機能です。この能力には、柔軟な思考や情報の更新・操作、目標に関係のないことを除外する能力、自己モニタリング、そして行動の計画と調整能力が含まれます。遂行機能は、常に変化する世界に適応するために必要であり、欠如すると日常生活や活動に支障が生じる可能性があります。
・この記事では、遂行機能に関連するが分離可能なコンポーネントを定義し説明します。
行動の抑制：行動の抑制とは、現在の状況において不適切または関係のないことに対して反応することを抑制する能力のことです。一方、適応行動では、現在の目標を達成するために反応を抑制しなければならない場合があります。
セットの転換：セットの転換とは、状況や要求が変わった際に柔軟に注意や行動を変えることを指します。この機能は、作業記憶（現在の目標を覚えておくため）や応答抑制（以前に関連した目標や注意を無視するため）に依存しており、遂行機能の複数のコンポーネントが互いに影響し合うことを示しています。セットの転換機能が低下すると、多重課題に取り組む際や思考が固まってしまう場合があります。TMTは、このようなセットの転換機能を評価する神経心理学的な検査の一つです。
ワーキングメモリー:ワーキングメモリは、意識的に情報を一時的に処理、保存、操作できる能力です。日常生活の例としては、電話の準備をしているときに電話番号を思い返したり、長い会話の中で意味を処理しながら会話を続けます。しかし、ワーキングメモリー障害のある患者は、ぼんやりしていることや集中力の問題を報告することがあります。無傷のワーキングメモリーは、必要なすべての情報を積極的に追跡できるため、計画や意思決定などの高レベルのタスクにとって重要です。
行動の円滑さ：行動の円滑さ（流暢性）は、応答の繰り返しを避けながら（同じことをしないように気を付けながら）、一定の時間で口頭または視覚的な情報の生成を最大限にする能力を表します。流暢性の課題の最も一般的な３つのタイプは、カテゴリ、文字、およびデザインです。カテゴリの流暢性の場合、被験者は指定されたカテゴリ（動物や食料品など）からできるだけ多くの単語を生成するように求められます。
リハビリテーション戦略
・遂行機能は作業記憶、抑制、状況の変化に直面した際の柔軟さを意味のセットの転換、行動の円滑さの4つの異なるコンポーネントに分割できます。これらのコンポーネントは、個々の患者で異なる影響を受け、高次の認知構造を計画したり編成したりするために協調して機能する可能性があります。
・遂行機能は広範な前頭葉、頭頂葉、および皮質下の脳ネットワークに依存しています。
・認知リハビリテーションの戦略には、以下の3つが含まれます。
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環境操作：気を散らすものを最小限に抑え、タスクを簡素化するなど、環境を調整して認知機能を改善します。
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代償的手法：デイリープランナーやスマートフォンの使用を増やすなど、代替手段を利用して認知機能を補助します。
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直接介入：スキルを向上させるための反復トレーニングなど、直接的な介入を行い認知機能を向上させます。
私見・明日への臨床アイデア
・言語聴覚士、心理の方でなくとも、各々の高次脳機能の根本を理解していれば、簡単な課題に落とし込んでスクリーニング検査を行えます。脳画像や患者の振舞いから関連してそうな高次脳機能の問題を何気ない会話の中や課題の中で探っていくスキルも重要です。
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1981 ：長崎市生まれ 2003 ：国家資格取得後(作業療法士)、高知県の近森リハビリテーション病院 入職 2005 ：順天堂大学医学部附属順天堂医院 入職 2012～2014：イギリス(マンチェスター2回,ウェールズ1回)にてボバース上級講習会修了 2015 ：約10年間勤務した順天堂医院を退職 2015 ：都内文京区に自費リハビリ施設 ニューロリハビリ研究所「STROKE LAB」設立 脳卒中/脳梗塞、パーキンソン病などの神経疾患の方々のリハビリをサポート 2017： YouTube 「STROKE LAB公式チャンネル」「脳リハ.com」開設 現在計 9万人超え 2022～：株式会社STROKE LAB代表取締役に就任 【著書,翻訳書】 近代ボバース概念:ガイアブックス (2011) エビデンスに基づく脳卒中後の上肢と手のリハビリテーション:ガイアブックス (2014) エビデンスに基づく高齢者の作業療法:ガイアブックス (2014) 新 近代ボバース概念:ガイアブックス (2017) 脳卒中の動作分析:医学書院 (2018) 脳卒中の機能回復:医学書院 (2023) 脳の機能解剖とリハビリテーション:医学書院 (2024)
