我々運動指導者にとって、シナプス前抑制の変化が、スポーツパフォーマンスや日常生活動作とどのような関係にあるのか？が知りたいですよね。

サルに行わせた手首伸展試行を成功トライアルと失敗トライアルに分類し、各トライアルにおいて動的運動（AM）中に記録された神経終末の逆行性電位（ADV）のサイズと比較されていました。

その結果、ADVのサイズが大きいトライアルは、タスク成功率が高かったことが分かりました。その原因を調べると、ADVの大きいトライアルでは、手首伸筋の活動が有意に大きいことがわかったからだそうです。

つまり、脳はシナプス前抑制の強さを変化させて筋活動の大きさを制御し、それによって手首の運動を巧みにコントロールしていることも分かったのだそうで、D.R.Eマシンで脳卒中による麻痺が残る方々の麻痺改善運動や、子供のかけっこに差異が出る秘密は、シナプス前抑制の強弱と筋活動の大小を制御していることに関係しているのでしょうね。

筋の感覚神経から脊髄への信号伝達が、運動の局面に応じてシナプス前抑制により変化していることが伺えましたが、何が、このようなシナプス前抑制の変化を起こしているのかを解明するため、神経終末の逆行性電位（ADV）の時間変化を詳しく解析されました。

手首伸展時のシナプス前抑制の低下は、筋活動の開始とともに始まり、手首が動き始めた時刻とは関係がないことが分かりました。筋活動の開始は脳からの運動指令の始まりを表し、手首の動きの開始は皮膚や筋の感覚受容器の活動増加の始まりを表します。

つまり今回観察されたシナプス前抑制の変化は、運動の結果として生じる末梢の感覚情報からではなく、筋活動を作り出すのと同等の脳からの運動指令によって引き起こされたということで、脊髄内のシナプス前抑制の調整が脳内の運動指令中枢によって制御されていることが明らかとなりました。

D.R.Eマシンの腕マシンでの反復動作の直後に歩行動作が改善されていたのも伺えますね。

国立精神・神経医療研究センター神経研究所モデル動物開発研究部の関和彦部長と窪田慎治室長は、手首の屈曲伸展運動をするサルの脊髄を対象とした研究では、具体的にサルの手首運動中に固有感覚の神経終末に生じるシナプス前抑制の大きさを測定されました。

情報は神経から神経へと伝達されることで神経系内に広がります。シナプス前抑制が強まることは、信号伝達が抑制されて情報の広がりが抑えられることになり、シナプス前抑制が弱まることは、抑えていた情報が広がりやすくなるということを意味していることは、前述しました。

シナプス前抑制の大きさは、運動中いつも一定なのではなく、位相によって変化していることが観察されました。具体的には、手首伸展時には動的運動（AM）だけで一瞬小さくなり、一方、手首屈曲時には持続的に大きくなることが分かりました。つまり筋肉が活動、すなわち収縮する時には、筋肉の状態に関する信号が次の神経細胞に伝わりやすく、逆に筋肉が引き延ばされる時は、その状態が次の神経細胞に伝わりにくくなっていたということです。

この結果は、筋の感覚神経から脊髄への信号伝達が、運動の局面に応じてシナプス前抑制により変化している証拠であると考えられました。

興奮性のシナプス伝達をするシナプス前ニューロンの神経終末部にシナプスを作り、そこからの興奮性物質の放出を減少させて、興奮性シナプス伝達効果を抑制する仕組みをシナプス前抑制と言います。シナプス前ニューロンとは、赤丸のところです。

運動する時に発生する手足の感覚信号が、シナプス前抑制という仕組みによって調節されていて、この調節によって運動が巧みにコントロールされていること、つまり身体運動の制御における感覚情報の役割が、少し解明されたと言うことを前述しました。

国立精神・神経医療研究センター神経研究所モデル動物開発研究部の関和彦部長と窪田慎治室長は、手首の屈曲伸展運動をするサルの脊髄を対象とした研究では、具体的にサルの手首運動中に固有感覚の神経終末に生じるシナプス前抑制の大きさを測定されました。情報は神経から神経へと伝達されることで神経系内に広がります。シナプス前抑制が強まることは、信号伝達が抑制されて情報の広がりが抑えられることになり、シナプス前抑制が弱まることは、抑えていた情報が広がりやすくなるということを意味しています。

神経終末の電位の高さは、シナプス前抑制の強さを示すことから、シナプス前抑制の測定には興奮性試験を用い、神経終末の逆行性電位（ADV）を観察評価に用いられました。実験では、運動中のサルの脊髄にある手首伸筋の感覚神経終末を微弱に電気刺激して、手首伸筋の感覚神経束から逆行性電位を測定しています。

ADVが大きいとシナプス前抑制も大きいといえるため、これが運動中に変化するのであれば、サルが運動の局面に応じた感覚情報の調整をしていることが考えられます。脊髄刺激で誘発されたADVの大きさが運動遂行中にどのように変化するのか、動的運動（AM）、筋力維持（AH）、受動的運動（PM）に分けて解析されていました。

ヒトを含むホ乳類の皮膚・筋肉・関節には、触覚・痛覚・力感覚・位置感覚など様々な信号を受容して脳に伝える細胞（受容器）が多数存在しています。

ヒトが手足を動かす際、それらは現在の身体の状態を刻一刻と大脳皮質（脳）へと送り続けています。例えば、野球のバッターがボールを打つ際には、1トンの物を動かせるほどの力が瞬間的にバットにかかります。このような非日常的な力が身体に与えられた時に、全身の受容器は一斉にそれぞれの活動を高めるため、神経系は膨大な量の感覚信号を一斉に受け、パンク状態になるのかも知れませんが、バッターはそんな状態であっても、バットスイングや足の踏ん張りをコントロールし、狙ったところにボールを弾き飛ばすための動きを続けなくてはなりません。

身体運動の制御における感覚情報の役割は、長年の研究課題でもありますが、様々な仮説が提案されて来ました。

試合中に感じなかったケガの痛みを試合終了後に急に感じ始めるといったアスリートの逸話や、運動中の触覚や聴覚、視覚情報が一時的に低下する現象が実験的にも確認されてきたため、感覚受容器からの信号を運動中に過小評価する仕組みが脳神経系内にあると考えられてきました。しかし、手足の精緻な運動制御に最も重要である固有感覚も同じように運動中に過小評価されるのか、またその具体的なメカニズムに関しては明らかではありませんでした。

シナプスには、情報を受け取るニューロンを興奮させる興奮性シナプスと、情報を受け取るニューロンの興奮を抑える抑制性シナプスがあり、アセチルコリン、ノルアドレナリン、グルタミン酸などの科学物質によって伝達されています。

興奮性のシナプス伝達をするシナプス前ニューロンの神経終末部にシナプスを作り、そこからの興奮性物質の放出を減少させて、興奮性シナプス伝達効果を抑制する仕組みをシナプス前抑制と言いますが、運動する時に発生する手足の感覚信号が、シナプス前抑制という仕組みによって調節されていて、この調節によって運動が巧みにコントロールされていることが、国立精神・神経医療研究センター神経研究所モデル動物開発研究部の関和彦部長と窪田慎治室長によって明らかになりました。