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3. Background Concepts in Stroke Rehabilitation
Robert Teasell MD, Nestor Bayona MSc (Neuroscience) Jamie Bitensky MSc (OT)
Key Points
皮質の可塑性は，損傷領域および損傷領域に連絡する領域によって決まる．
脳卒中後の神経学的回復のピークは，最初の 3ヶ月以内である．
最も回復が起こるのは，早期で年齢と損傷サイズによって影響される．
機能におけるいくつかの改善は，6ヶ月から 3年の間に起こる．
脳の容量は，機能的な接続，すなわちシナプスの数によって決まる．
動物実験において，複雑な環境が優れた数のシナプスをもたらす．
動物実験において，運動学習は運動皮質の変化をもたらす．
臨床研究で，学習や経験が皮質表象の拡大をもたらす．
動物では，体性感覚皮質マップが運動領域への感覚入力の変化によって変化することができる．
臨床では，感覚刺激が運動回復を促進する．
臨床では，脳卒中の回復は主として，隣接した皮質における脳の可塑性に関連している．
動物では，特定の脳領域へのより大きな損傷は，隣接した脳領域のより優れた脳の可塑性を起こす．
臨床では，より大きな運動回復は，損傷した脳半球を含む可塑性が認められる．
動物と臨床研究では，損傷半球が回復出来ないほど大きな梗塞の際は，非損傷半球を含む同側の運
動経路が回復させる．
失語症の回復は，両側の半球の関与が関係している．
動物実験では，より強度なトレーニングが脳の可塑性を増加させる．
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臨床では，より強度なリハビリテーション治療が，脳の可塑性を増加させる．
動物実験では，脳卒中後すぐの非常に強度な治療は，アウトカムが悪化するかもしれない．
動物実験では，早期の治療は優れた脳の可塑性をもたらす；遅れた治療はもたらさない．
臨床では，早期のリハビリテーション治療はより良いアウトカムと関係している．
動物実験では，脳卒中のサイズと回復は反比例の関係にある．
若い動物では，より完全で速い脳卒中後の回復を示した．
臨床では，年齢は回復に反比例しているが，影響は小さい．
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Table of Contents
Key Points............................................................................................................................1
3. Recovery Post-Stroke ......................................................................................................4
3.1 Impact of Stroke ........................................................................................................................ 4
3.2 Classifying Outcomes Post-Stroke .......................................................................................... 5
3.3 Defining Recovery and Time Course Post-Stroke .................................................................. 5
3.3.1 Defining Different Types of Recovery......................................................................................................... 5
3.3.2 Mechanisms of Neurological Recovery...................................................................................................... 6
3.3.3 Time Course of Recovery ......................................................................................................................... 8
3.3.4 Recovery of Specific Functions................................................................................................................ 10
3.3.5 Maintenance of Stroke Recovery............................................................................................................. 11
3.4 Plasticity of the Cortex ............................................................................................................. 12
3.4.1 Human Brains Have More Functional Connections.................................................................................. 12
3.4.2 Learning, Experience and Motor Reorganization..................................................................................... 12
3.4.3 Somatosensory Reorganization and Stimulation .................................................................................... 15
3.5 Mechanisms of Reorganization Post Stroke........................................................................... 17
3.5.1 Reorganization of the Affected Hemisphere Post-Stroke ........................................................................ 17
3.5.2 The Role of Ipsilateral Pathways in Stroke Recovery .............................................................................. 19
3.5.3 Aphasia ................................................................................................................................................... 21
3.6 Influence of Rehabilitation on Post Stroke Reorganization ................................................. 21
3.6.1 Training and Cortical Representation....................................................................................................... 21
3.7 Reorganization After Stroke: Other Factors Influencing Recovery...................................... 23
3.7.1 Effect of Time on Brain Activation Post-Stroke ....................................................................................... 23
3.7.2 Size of the Lesion Influences Recovery................................................................................................... 25
3.7.3 Age Effects Recovery .............................................................................................................................. 27
3.8 Summary .................................................................................................................................. 29
References....................................................................................................................................... 33
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3. Recovery Post-Stroke 脳卒中後の回復
3.1 Impact of Stroke 脳卒中の影響
脳卒中に起因する死亡者数は，減少の数十年後に再び上昇し始めており，脳卒中の影響は再び増加している．
この傾向は，カナダの人口の高齢化の結果であると思われ，従って我々の人口の高齢化が続くにつれ，継続す
る可能性が高い(Heart and Stroke 1997）．Flick(1999)はアメリカで「年間300,000から400,000の脳卒中の生
存者がいる(Stineman et al. 1997, Alexander 1994)．その多くは重大な機能障害と能力障害を持ち続ける．幸
いにも78%から85%が補助具の有無に関わらず歩行能力が回復；48%から58%がセルフケアのスキルにおいて
自立(Gresham et al. 1995, Segal and Whyte 1997)；10%から29%が介護施設を利用(Gresham et al. 1995)した」
と言及した．脳卒中に関連した機能障害の負担が高いと，脳卒中の罹患率における予期される上昇の影響は重
要である．リハビリテーションは，この機能障害の負担を減少する機会を提供する；しかしながら，資源集中
的なリハビリテーションの性質を提供し，それが最善の科学的証拠に基づき，それが体系的かつ費用対効果的
に活用することが不可欠である．
全ての脳卒中患者は，形式的なリハビリテーションプログラムに参加する．Mayoら(1999)は，カナダでは
毎年およそ35,000の患者が急性期脳卒中で入院し，20%が急性期ケアから退院する前に死亡，50%が自宅退院，
10%が入院リハビリテーションプログラムに参加，そして15%が長期間のケアが必要な患者であったことを報
告した．
Tranら(1999)はトロント病院の脳卒中患者の56%が自宅退院し（1993の33%と比較），32%がリハビリテーシ
ョンを受け（1993の41%と比較）そして11%が直接介護施設に入所するか長期間のケアが必要であった（1993
の26%と比較）．この10年間で，相当な数のリハビリテーションプログラムに行かせた状態で，直接自宅に退
院した脳卒中患者の数の増加が見られる．
結論：人口の高齢化に伴い，リハビリテーションの効果を受けるかもしれない，機能障害と能力障害をともな
う脳卒中患者が増加するだろう．
3.2 Classifying Outcomes Post-Stroke 脳卒中後のアウトカムの分類
1980年に世界保健機構は機能障害，能力障害，社会的不利の国際分類を発行した(WHO 1980)．この概念モ
デルは，疾患が順番に障害の発展につながる可能性があり，機能障害を生じさせる可能性を示した（Table3.2
参照）．
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WHOは，機能と機能障害の国際分類ICIDH-2の第2版でこの用語を改定している(WHO 1993)．1980年の機
能障害，能力障害そして社会的不利の用語は1993年にそれぞれ身体機能，活動，参加に置き換えられた．これ
らの用語は以下のように定義された．
Body Function 身体機能
身体構造，生理的，心理的の損失や異常．機能障害の例は運動麻痺や同名半盲．
Activity 活動
個人のレベルでの機能の種類と程度．活動は種類，持続期間，質において制限されるかもしれない．能力障
害（Disability）は現在，活動制限（Activity Limitation）と考えられている．
Participation 参加
生活場面における人との関わりの種類や程度．参加は種類，持続期間，質において制限されるかもしれない．
参加制約（Participation restrictions）は，古い社会的不利（Handicap）の用語から置き換えられた．
結論：ICIDH-2に従い，脳卒中アウトカムはImpairments 機能傷害（body functions 身体機能），Disabilities
機能傷害(activity limitations 活動制限)，Handicaps 社会的不利（participation restrictions 参加制約）
として段階分けされることができる．
3.3 Defining Recovery and Time Course Post-Stroke 脳卒中後の回復と時間的経過の特徴
3.3.1 Defining Different Types of Recovery 異なるタイプの脳卒中の定義
Spontaneous or Intrinsic Neurological Recovery 自然または本質的神経学的回復
一般的なルールとして，初回損傷の重症度は，回復の予後に反比例する．最も自然回復が起こるのは脳卒中
後の最初の3-6ヶ月である．回復過程は時間関数として消極的に加速し，予測可能な現象である(Skilbeck et
al. 1983)．Skilbeckら(1983)は，平均年齢67.5歳（幅=36-89）の脳卒中後2または3年後の92人の脳卒中患者の
最終評価を調査した．回復の大部分は最初の6ヶ月の間で，6ヶ月後も継続するが統計学的に有意な回復はみら
れない．このタイプの回復は，最近まで，大部分は医療介入やマニピュレーションで手の届かないものとして
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見なされていた．脳卒中に起因する神経学的障害はしばしば，機能障害と呼ばれている．これらは，主に脳卒
中の部位や程度によって決定される．
Functional or Adaptive Recovery 機能的または適応的回復
機能回復は，例えばセルフケアや移動などの分野における自立の改善を指す．回復は，治療の質と強度と同
様に，患者のモチベーション，学習の能力，家族のサポートに依存している．このタイプの回復は，介入によ
り修正可能であり，また影響されるが，神経学的回復の自立を起こすかもしれない．機能的損失はしばしば能
力障害と呼ばれ，例えば日常生活動作（ADL）などの機能的観点で評価される．
結論：回復は，神経学的または機能的のいずれかとして定義することができる．神経学的回復は，脳の修復/
再組織化の結果である．機能的回復は，リハビリテーションにより多機能で，より影響を受けている．
3.3.2 Mechanisms of Neurological Recovery 神経学的回復のメカニズム
Spontaneous or Intrinsic Neurological Recovery 自発的または本質的神経学的回復
プロセスの数は，脳卒中後の神経学的回復の役割を果たしていることが判明しているが，それぞれの果たし
ている役割は完全には解明されていない．脳卒中からの回復は，多くの場合は浮腫の改善と虚血性ペナンブラ
内の循環改善による結果と考えられている(Dombovy 1991)．しかし，自然回復は，脳卒中後4-6週の回復の発
生した状態で，脳卒中によって引き起こされる急性の構造変化の回復の時期を過ぎても延長されることができ
る(Brodal 1973)．さらに，動物やヒトでの研究では，より重度な脳卒中において，最大6ヶ月まで延長した代
償変化を伴う損傷後に続き，大脳皮質は機能的そして構造上の再組織化が発生したことを示した(Green 2003)．
背腹は2つのカテゴリーの中に分類される：1）部分的CNSプロセス（初期の回復）；2）CNS再組織化（後期
の回復）．
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Local Processes (Early Recovery) 局所的プロセス（初期の回復）
初期の臨床的改善を導く部分的プロセスは，行動学的自立または興奮を起こす．
Post-Stroke Edema 脳卒中後浮腫
損傷周囲の浮腫は，近くの神経系機能を中断するかもしれない．初期の回復のいくつかは，梗塞領域を取り
巻く浮腫の分解能に起因する可能性があり(Lo 1986)，浮腫が治まるにつれてこれらのニューロンは機能を取
り戻す可能性がある．このプロセス最大8週間まで継続するが，ほとんどの場合もっと早い時期に完了する可
能性がある(Inoue et al. 1980)．脳出血はより浮腫と関係する傾向があり，正常なレベルに戻るまでに時間がか
かるが，その代わりにより劇的な回復と関連している．
Reperfusion of the Ischemic Penumbra 虚血性ペナンブラの再潅流
虚血性ペナンブラの再潅流は早期の回復を促進することができる，もう一つの部分的プロセスである．虚血
性傷害の病巣は低血流の中核からなり，最終的には脳梗塞となり(Astrup et al 1981, Lyden and Zivin 2000)，
その周りを取り巻いている中等度の血流の領域が虚血性ペナンブラとして知られ(Astrup et al 1981, Lyden
and Zivin 2000)，梗塞の危険にさらされているが，まだ回復可能である．この領域の再潅流が，影響を受けそ
して以前に機能していなかったニューロンは，その後の臨床的改善を伴う機能の再開を引き起こす．
Diaschisis 機能開離
機能開離は，脳の損傷部位から遠隔脳の一部への主要な入力の突然の中断の結果として，反応性の低下や機
能の低下の状態である．脳の一部の領域の損傷が原因で，その他の脳組織の領域は刺激の主要な供給源を突然
喪失した．Nudoら(2001)は，機能開離は損傷後早期に起こり，阻害や抑制された周辺の皮質組織や少し離れ
た皮質領域は，損傷の中心と相互に連結されていることを指摘した．可逆性は浮腫の改善が原因で部分的であ
り，自然回復の一部の割合を占めている可能性がある(Nudo et al 2001)．ニューロンの機能は，特に損傷され
ていない脳の領域と接続している場合は，機能開離の改善後元に戻る可能性がある．これは特に皮質損傷後の
正確な非皮質構造である（Lo 1986）．
CNS Reorganization (Later Recovery) CNS再組織化（後期の回復）
神経学的再組織化は機能的回復において重要な役割をしている．それは，浮腫の回復やペナンブラの再潅流
のような局所的プロセスに比べより長い期間延長することができ，リハビリテーショントレーニングによって
神経学的再組織化が影響を受けるため，特別な関心を寄せられている．Nudo（2003a）は動物実験を基に，運
動学習中に起こる変化，すなわちシナプス形成やシナプスの強さの増加は，おそらく脳卒中からの回復の一部
分で発生した変化と同じタイプであることを示唆した．これは，同じ運動学習の原則と運動皮質における小さ
な局所性病変後によく示され，そして隣接した損傷していない組織での機能的接続の発展が起こる．
Nudo（2003a）は，脳卒中後（例のような運動皮質の損傷を伴う）の神経可塑性は3つの主な概念を報告し
ている：1）正常な脳（脳卒中なし），熟練した動きの習得は運動皮質内での予期可能な機能的変化と関連し
ている．；2）脳卒中後の運動皮質の損傷は，残存した皮質組織における機能的変化をもたらす；3）皮質脳卒
中後，これら2つの観察は，再び獲得した運動スキルが非損傷皮質における機能的神経学的再組織化の発生と
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関係するように相互に作用する（Nudo 2003a）．この神経可塑性や皮質再組織化は，リハビリテーションに
関して基礎となる論理的根拠が重要であり，脳卒中後の神経学的回復の主要な神経生理学的基盤である．
結論：再組織化は，損傷領域だけでなく周囲の環境において，また損傷領域に構造上接続している遠隔領域に
おいても依存している．
3.3.3 Time Course of Recovery 回復の時間経過
脳卒中からの神経学的回復のピークは，最初の1～3ヶ月以内に起こる．多くの研究では，回復は遅いペースで
少なくとも6ヶ月までは持続する可能性があることを示されている；5%以下の患者では最大1年にわたり回復
が持続する．これは特に研究初期の時点で障害が重度な患者に当てはまる（Bonita and Beaglehole 1998,
Duncan et al. 1992, Ferucci et al. 1993, Kelley-Hayes et al. 1989, Wade et al. 1983, Wade et al. 1987）（下記
考察参照）．回復への前進は，“完全回復”に到達する中等度から重度脳卒中（約10%）はごく少数の割合で
どの回復段階でもプラトーに達する可能性がある．原動力の回復は機能的回復と同義ではない；機能は熟練し
た協調的な動きを実行することが出来ないこと，失行，感覚障害，認知機能障害と同様に言語機能障害などに
より妨げられるかもしれない．機能的改善は，神経学的回復の欠如において起こる可能性がある(Duncan and
Lai 1997, Nakayama et al. 1994)．コミュニケーションにおける機能的回復（制限があるにも関わらず活動す
る能力）と改善は，神経学的回復が完了した後に何ヶ月も継続する．
Time Course for Recovery Depends on Initial Severity of Impairments
初期の重度な機能傷害に依存した回復の時間経過
Jorgensenら（1995a, 1995b）コペンハーゲン脳卒中研究と称される1,197人の急性期脳卒中患者を研究し
た．この研究は， 63床の脳卒中ユニットに入院した，大規模な選択されていない地域に基づいた人々から構
成されている．機能障害は，Scandinavian Neurological Stroke Scale (SSS)を使用して段階付けられ，機能的
能力障害はBarthel Index (BI)に従って明確にされた．一般的に，機能障害と機能的能力障害の回復はSSSとBI
において高いスコアを意味し，それぞれそれ以上の改善はない．
初期評価の時点で，41%の患者が軽度脳卒中，26%が中等度で19%が重度であり，SSSによる評価として彼
らの神経学的機能障害の重症度が反映される．群として，全ての患者の95%が，平均して11週以内に彼らの最
善の神経学的レベルに到達する．軽度脳卒中の95%の患者は6週以内で最大の神経学的回復に到達し；中等度，
重度，非常に重度な患者に関しては，群の95%はそれぞれ10週，15週，13週以内に最大の回復を獲得する．
神経学的回復は，機能的回復より平均して2週間早く起こる．神経学的，機能的能力障害の回復に関する特異
的な時系列は表3.4と3.5に示した．生存患者において，最大の神経学的回復は，患者の80%において4.5週間以
内に起こり，さらに最大のADL機能の回復は6週間で獲得される．患者の95%に関しては，最大の神経学的回
復は11週間で，最大のADL機能の回復は12.5週間で獲得される．その他の研究では，Jorgensenと関連する研
究（1995c）で下肢の軽度運動麻痺のある患者に関して4週間で，中等度の運動麻痺では6週間，重度な運動麻
皮質可塑性は損傷領域と同様に，損傷領域と接続している領域にも依存している．
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痺では11週間で最大の歩行機能に到達したと報告した．従って，神経学的，機能的回復の両方の時間経過は，
初期の脳卒中重症度と機能的機能障害の両方に関係している．Jorgensenら（1995a, 1995b, 1995c）は，上述
で述べたように，脳卒中生存者の2/3は軽度から中等度の脳卒中であり，ADLにおける自立が獲得可能である
と述べている．
これらの観察に基づいて，脳卒中の初期の重症度は，能力障害が少しもないか，または少しの軽度能力障害
を証明した軽度脳卒中に苦しむ患者の大多数は，最終の機能アウトカムと反比例するという安全な結論を出す
ことができ，さらに非常に重度な脳卒中に苦しむ患者の大多数は，リハビリテーションが終了した後でさえ重
度か非常に重度な障害を未だに経験している．
結論：神経学的回復のピークは脳卒中後初期の1～3ヶ月であり，2ヶ月間はより緩徐なペースで回復は継続す
るにもかかわらず，機能的回復は神経学的回復が終了した後もしばらくの間継続することができる．回復は，
より軽度な脳卒中ではより早く起こる．
脳卒中後の神経学的回復のピークは初期の3ヶ月以内である．
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3.3.4 Recovery of Specific Functions 特異的機能の回復
Hierら（1983）による縦断研究において，上肢と下肢の弱化は16週まで約40%が回復し，感覚障害は46週
までに80%が回復，半盲は3週までに65%，半側空間失認は13週までに70%が改善，病態失認や失認は20週ま
でに大半が回復，運動維持困難は55週までに，そして相貌失認と構成失行は20週までに80%が改善するとして
いる．Hierら（1983）は早期の回復は1）右半球体積の6%未満の損傷，2）実質内出血，3）若年患者の3つが
関連していることを示した．
Ambulation is an Important Outcome After Stroke 移動は脳卒中後の重要なアウトカム
Dobkin（1997）は，Jorgensenら（1995c）によるコペンハーゲンでの地域ベースの研究で，800人の急性
期脳卒中患者の追跡調査を言及した．ベースラインでは，著者は51%が歩行困難で，12%が介助者と一緒に歩
行し，そして37%が自立歩行可能であることを示した．退院時では，22%が歩行出来ず，14%が介助者と歩行
し，64%の患者が自立して歩行した．初期に歩行できなかった人の約80%が，6週間以内で最大の歩行機能に
到達し，95%の人は11週間以内で到達した．歩行に介助者が必要であった患者において，95%が5週間以内で
最大の歩行機能に到達した．ベースラインで自立していなかった患者の34%と初期で介助者が必要であった
60%の患者が自立歩行を獲得した．しかし，初期に自立していなかった歩行者の多くは，地域での移動の自立
に十分と考えられている歩行速度に決して到達しない．
Upper Extremity Function is also an Important Outcome 上肢機能もまた重要なアウトカム
Dobkin（1997）は，Nakayamaら（1994）による地域ベースの研究で，更衣と食事に関するBarthel Index
のサブスコアによって評価された最大の上肢機能に，9週間以内に患者の95%で到達したことを言及した．著
者はまた軽度運動麻痺のある患者は6週間までに改善し，重度運動麻痺のある患者は11週間までの最大の機能
に到達したことを示した．完全な機能は，軽度運動麻痺のある患者の79%で獲得されるが，重度運動麻痺のあ
る患者ではたった18%しか獲得しない．これらとその他の研究では，ほとんどの患者の腕と手の機能は12週間
にわたり改善する傾向があることを示した（Dobkin 1997）．それ故，Dobkin（1997）は3ヶ月までに麻痺側
手指と手関節の屈曲・伸展が可能な患者は，特異的練習課題において1年以上にわたり改善することができる
ことを報告した．同じ方針で，Dobkin（1997）はまた，イギリスの地域ベースの研究で急性期脳卒中発症後
の680人の患者を評価したことを報告した．運動麻痺は，それぞれの重症度カテゴリーにおける患者数と同等
の88%でみられる；軽度（機能的な有意差なし），中等度，そして重度（わずかまたは動きなし）．1ヵ月後
では26%で機能障害がなく，そして39%が軽度として段階付けられた．6ヶ月後での運動機能障害は，患者の
39%で障害がなく，36%で軽度，10%が中等度，そして14%が重度として評価された．Dobkin（1997）に従
って，重度な運動機能障害に代わって中等度の機能障害を示した患者は，完全な回復をする可能性が10倍高い．
Higher Cerebral Functions 高次脳機能
Dobkin（1997）によると，急性期脳卒中患者のおよそ35%は失語症を伴い急性期病院に入院し，およそ18%
は急性期とリハビリテーション入院からの退院時の上でまだ失語症が残存している（Wade et al. 1986,
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Pedersen et al. 1995）．失語症に関して，社会的に機能することについては重要な利益であるにもかかわらず，
最大の改善は12週間以内で起こり，1年間持続する可能性がある（Dobkin 1997）．認知症のようなその他の
高次脳機能もまた脳卒中患者において明らかである（Tatemichi et al. 1994）．Kokmanら（1996）は認知症は
脳卒中後の最初の1年では，予想に比べて9倍の頻度で起こることを示した．
結論：移動に関して，上肢機能と脳卒中後の失語症や失認のような高次脳機能は，重度脳卒中でさえ12週間
以内に回復の大部分が起こる．より早い回復は，より小さい損傷や若年と関連している可能性がある．
3.3.5 Maintenance of Stroke Recovery 脳卒中回復の維持
いつか機能の回復状況はプラトーに達し，比較的安定した状態のままになる（Stineman and Granger 1991）．
脳卒中後6ヶ月から3年の間の平均的な機能的能力のレベルは維持される（Dombovy et al. 1986）．5年を過ぎ
ると，組織化の向上はわずかであり，機能の低下が指摘され，おそらく年齢と併存疾患の増加の影響に関係し
ている（Stineman and Granger 1991）．全体の機能は安定したままであるが，脳卒中リハビリテーション後
の特異的機能のパフォーマンスにおける変化に差がある．動きや便失禁は長い期間で改善が継続する
（Heinemann et al. 1987, Lehman et al. 1975）．しかしながら，日常生活機能は低下傾向になり，それが介護
者の提供に関連し，患者が自宅退院するとすぐに介助が増加する．重要な知見のひとつに，脳卒中後に様々な
社会的活動は低下することが挙げられている．自宅内や自宅外での社会化は，趣味的活動と同様に有意に低下
する．この社会化の低下は，身体的障害の影響を越えて広がっていく；言い換えれば，脳卒中機能障害のそれ
自体は，社会化の低下に関する完全な原因を説明できない．
Duncan とLai （1997）は，脳卒中後30日以内の軽度から中等度の脳卒中患者100人のADL機能において最
も劇的な回復が起こることを報告した．しかしながら，軽度から中等度の脳卒中患者でさえ，高い身体的機能，
身体的，社会的役割の機能を果たすこと，そして職業復帰においては制限を示した．重度脳卒中の患者は，さ
らに回復は長引き，最大の回復が起きるのは脳卒中後1から3ヶ月の間である．この群はまた，ADLの回復にお
いても優れた変動率を示した．ADL回復の割合はいつも運動回復の割合より優れているが，運動回復とADL回
復の間に非常に強い相互関係がある．この著者は，この調査で脳卒中患者は，重要な運動機能障害の後遺症の
存在における基本的ADLの自立を獲得する可能性があることを感じた（Duncan and Lai 1997）．
一般的に脳幹脳卒中の患者は，報告によれば，半球の梗塞に比べ回復の予後と長期生存が良いとされている
（Garrison and Rolak 1993）．Chua と Kong（1996）は，後ろ向き研究で，連続した53の脳幹脳卒中リハビ
リテーションユニットに入院した．彼らは患者の96％が自宅退院し，入院時において低いModified Barthel
Index (MBI)のスコアの患者は機能的アウトカムが最も悪かった．全てのMBIは，年齢，運動弱化のパターン，
失調の有無，尿失禁を含む重要でない因子の研究においてはアウトカムに影響する唯一の重要な因子である．
回復の大部分は早い段階で，そして年齢や損傷の大きさによって影響を受けている．
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結論：脳卒中後6ヶ月から3年間は全体的な機能が比較的安定したままであるが，脳卒中リハビリテーション
後の特異的機能パフォーマンス（例えば可動性，失禁，社会性）において変化の差が存在する．
3.4 Plasticity of the Cortex 皮質の再組織化
3.4.1 Human Brains Have More Functional Connections ヒトの脳はより機能的接続を持っている
ヒトは類似した大きさの哺乳動物と比べより大きな脳を持っていると同時に，より複雑な脳機能により有能
であり（Turkstra et al. 2003），これはヒトが他の動物と比較してキログラム毎により多くのニューロンを持っ
ていることは必ずしも意味しない（Turkstra et al. 2003）．Rockelら（1980）は，ヒトの皮質神経の数と密度
を，マカクザル，ネコ，ラットとマウスの脳で比較した．視覚皮質の例外として，領域ごとでの神経の数は，
全体の皮質表面積がヒトで最も大きかったにもかかわらず類似していた（Turkstra et al. 2003）．Rockelら
（1980）は，ヒトにおける皮質のより大きい厚さが，他の種と比較して，増加された数と樹状突起と軸索枝の
複雑さが主な原因となっていると推測した．
それゆえ，脳容量は単に存在している神経の数というよりむしろ，機能的接続の数に依存しているように思
われる．従って新しい学習が脳卒中後に起こるため，新しい機能的接続が発達するように，余分な接続には調
節が必要となる．しかしながら，機能的接続は遺伝子プログラムや経験の存続期間上に発展するので，脳卒中
後の変化にいくらか抵抗する可能性が高い．
結論：脳容量は機能的接続数に依存しており，存在する神経の数には依存していない．機能的接続は遺伝子プ
ログラムと経験の存続期間上に発展する；損傷後の機能的代償は新しい接続の発展が必要である．
3.4.2 Learning, Experience and Motor Reorganization 学習，経験そして運動再組織化
Cortical Motor Maps 皮質運動マップ
Heら（1993）とStepniewskaら（1993）による記述のように，運動皮質は：中心前回に位置している一次
運動野；前運動野（腹側運動前野と背側運動前野を含めて），補足運動野と；帯状運動野（Frost et al. 2003）
を含む，いくつかの相互に連結している皮質領域である．fMRIの使用に伴い，研究者は特異的課題中にヒトの
脳領域がどの様に活動するか確認することが可能である．例えば，Kimら（1993）は右利きの人において，右
手の片側のみの運動課題は，主に限られた反対側（左側）半球の脳活動と関連しており，同側（右側）半球の
脳活動は相対的に比較的小さかった．その一方，左手を含む運動に関しては，より同側の脳活動を発見した．
Animal Studies 動物実験
Enriched Environments Increase Brain Functional Connections
豊かな環境は脳の機能的接続を増加する
Hebb（1949）は，通常のゲージで育てられたラットと比較した際，刺激的な環境下でラットを育てた場合
機能におけるいくつかの改善は，脳卒中後 6ヶ月から 3年の間に起こる．
脳容量は機能的接続の数，すなわちシナプスに依存している．
13
の方が，問題解決スキルが改善したことを発見した．研究者たちは，運動学習は運動皮質の形態学的変化をも
たらすことを何度か発見している（Diamond et al. 1964, Greenough et al. 1985b, Kleim et al. 1996,
Rosenzweig et al. 1964）．複雑で豊かな環境で育てられた動物は，より重い脳，極太の皮質組織，大きいサ
イズのニューロン，豊富な樹枝状分岐，より高い樹状突起スパイク，多いシナプス接続，より穿孔したシナプ
スとより多くのニューロンあたりのシナプス数を持っている（Bennett et al. 1964, Diamond et al. 1967,
Diamond et al. 1964, Globus et al. 1973, Rosenzweig et al. 1962, Turner and Greenough 1985, Volkmar and
Greenough 1972, West and Greenough 1972）．短期間での変化は，初期遺伝子の迅速な発現，シナプス効果
の変化，そして長期増強を含むのに対し（Kleim et al. 1996, Rioult et al. 2000, Rioult-Pedotti et al. 2000），長
期変化は，樹枝状分岐，脊椎密度，軸索発芽，ニューロンあたりのシナプスの数の増加を含む（Calverley and
Jones 1990, Greenough et al. 1985b, Jones et al. 1997, Withers and Greenough 1989）．これらの変容は，優
れた感覚刺激やより経験の学習に利用可能であるため，脳内の構造的変化として次々に発現される．
結論：動物実験において，複雑で豊かな環境では多くのシナプスの数と樹枝状分岐の増加をもたらし，皮質領
域への特異的な刺激となる．
Effect of Learning on Cortical Motor Reorganization 運動皮質の再組織化における学習の効果
動物実験における新しく学習された運動は，広い皮質領域を介して表現されていることが明らかにされてい
る（Karni et al. 1998, Kleim et al. 1998, Nudo et al. 1996b, Pascual-Leone et al. 1995）；しかしながら，ニ
ューロンあたりのシナプスの数における関連した増加は，刺激された皮質領域に特異的あるように思われる
（Greenough et al. 1985b, Kolb 1995, Withers and Greenough 1989）．従って，トレーニングに伴う脳の再
組織化は新たに一般化するが，課題に関連している可能性がある（Turkstra et al. 2003）．反復した熟練をよ
うしない運動は，ラットやサルの運動皮質において運動学習は必要でなく，変化を引き起こさない（Kleim et al.
1998, Plautz et al. 2000）．その上，持続したトレーニングをしなければ，皮質表象の縮小をもたらすだろう
（Castro-Alamancos and Borrel 1995, Nudo et al. 1996b, Nudo et al. 1996a）．
Nudoら（2001）は，狭い井戸（より困難）かまたは広い井戸（簡単な）から食べ物を把持するトレーニン
グをしたサルにおける運動皮質の変化を見つけた（Kolb 2003）．狭い井戸の場合，動物は指の動きにおいて
彼らの手指を操作しなければいけない；広い井戸からでは，動物は食べ物を獲得するための手関節や手の粗大
運動を使用して出来る．狭い井戸でテストされた動物に関しては，手指運動を表象した皮質領域が拡大され，
広い井戸での動物は手関節運動を表象した皮質領域が増加した（Kolb 2003）．
結論：動物実験において，運動学習は運動皮質の変化をもたらし，それは含まれる皮質領域に特異的であった．
訓練の不足は，皮質表象のさらなる縮小をもたらした．反復された熟練を要しない運動は運動学習を必要とせ
ず，運動皮質の変化をもたらさなかった．経験は，運動パフォーマンスの改善と将来的潜在的な学習能力を増
加する重要な脳の再組織化をもたらす．
動物実験において，複雑な環境では多くのシナプスの数をもたらす．
14
Clinical Studies 臨床実験
Motor Learning Results in Reorganization of the Motor Cortex
運動学習は運動皮質の再組織化をもたらす
fMRIの使用に伴い，研究者は現在，特異的課題中に刺激されたヒトの脳の一部を確認することが可能である．
動物における類似した運動学習，ヒトにおける運動学習は，広い皮質領域を介して表象された運動の関連をも
たらす（Karni et al. 1998, Pascual-Leone et al. 1995）．Graftonら（1992）は，参加者が主要な右手を使用し
て動いているターゲットを追跡する学習は，正確さと追跡のスムーズさが改善しながら，左の一次運動野も動
きと並行して，漸進的に活動することを報告した．同様に，人が新しいピアノ曲を弾く学習をすると，個人で
改善しながら，手の運動の表象のサイズ（または興奮性）も増加したことを証明した（Hallett 2001,
Pascual-Leone et al. 1995）．
Learning vs. Recovery 学習 VS 回復
神経学的回復と運動学習の両方が脳卒中後起こる．脳卒中後の個人が，彼らの四肢を使用した一応は健常者
に類似した（弱化はするが）新たな運動スキル“学習”が可能であるかの推測を否定するデータが全くない．
新たな運動スキルを学習する能力は，神経学的損傷の重症度に依存した範囲を示すと思われる．いくつかの研
究では慢性期脳卒中後の個人の能力，専門的な高強度のトレーニング後の彼らの運動機能を改善するための安
定した運動障害を示している（Werner 1996, Taubet al. 1993, Tangeman et al. 1990, Wolf 1989, Lehman et
al.1975）．また改善度合高強度のリハビリテーションと関連がある（Nugent 1994, Smith et al. 1981,
Langhorne et al. 1996）．神経学的回復か？それとも学習か？この2つの現象を正確に区別することが可能か？
皮質マッピングは，大脳皮質の組織化の変化と，損傷脳と同様に（Nudo and Milliken 1996）非損傷脳におけ
る運動課題学習とが関係していることが証明されている（Nudo et al. 1996b, Pascual-Leone et al. 1994）．
Experience Can Alter Cortical Motor Maps 経験は皮質の運動マップを変えることが可能
動物と同様に，経験はヒトの運動皮質の変化を導くことが可能である．PenfieldとBoldrey（1937）は最初に，
バドミントン選手の手のスキルの手指運動の皮質表象は，選手の未熟な手と比べて組織化が異なっていること
を示した．トレーニングを受けていない奏者と比較した際，右手の母指や手指による皮質表象領域を比較する
と，弦楽器奏者の左手の手指の皮質表象は大きかった（Elbert et al. 2001）． また，13歳前で演奏を始めたミ
ュージシャンの左手指の表象領域は最も大きく存在した状態で，音楽トレーニングを始めた時，変化の程度は
年齢に比例していたことを認めた．しかしながら，大人でトレーニングを始めた時でさえ，手指に関連した表
象は，弦楽器を演奏したことのない人と比較し，さらに大きくなった（Elbert et al. 2001, Kolb 2003）．
周知課題の反復練習は，ヒトの運動皮質に変化をもたらす．手指の動きの周知されたシークエンスの練習は，
30分以内で一次運動皮質の手指表象の拡大の促進を引き起こすことが可能であり（Humphrey 1986），訓練後
すくなくとも8週間持続する（Karni et al. 1998）．また経頭蓋磁気刺激によって，肩（Cohen et al. 1995），
顔（Cohen et al. 1996）や足（Crisostomo et al. 1988）と対になった母指の運動が反復されたことで，対とな
る動きの表象に向かって母指の表象領域の場所の変化を引き起こしたことが証明されている，すなわち，母指
動物実験では，運動学習は運動皮質の変化をもたらす．
15
と肩の動きや母指と足の動きの組み合わせは，表象領域の中央に変化する一方，母指と顔の動きの組み合わせ
は側面に変化した（Nudo et al. 2001）．
同じ方針で，特異的な筋の動きの欠如は，使用不足に反映された運動皮質の再組織化をもたらすことが可能
である．例えば，末梢神経損傷のない片側足関節の固定化は，非損傷側の前脛骨筋の領域と比較し，損傷した
前脛骨筋の運動皮質領域における増加が引き起こされ（Liepert et al. 1995），この変化は脊髄興奮性や運動域
値なしで起こる（Liepert et al. 1995）．それ故，経験や反復練習が運動機能を補助する皮質領域の拡大をもた
らす一方で，継続的なトレーニングの不足は皮質表象の縮小をもたらす．
結論：臨床試験では，学習と経験が皮質表象の拡大をもたらすことを証明した．周知課題の反復練習もまた皮
質表象の拡大を導く一方で，継続的な練習の不足は皮質表象の縮小をもたらす．
3.4.3 Somatosensory Reorganization and Stimulation 体性感覚の再組織化と刺激
Animal Studies 動物実験
皮質感覚マップの変更は，脳卒中後の体性感覚の変化に関して，再組織化はサル（Jenkins and Merzenich
1987, Pons et al. 1988），アライグマ（Doetsch et al. 1990）そしてラット（Coq and Xerri 1999）の神経受
容野と神経トポグラフィーにおいて観察された．具体的に，この領域の研究で皮質神経に隣接した所と損傷部
位から少し離れた場所の両方で，皮膚領域への刺激の反応は損傷した領域の神経によって既に表象されること
が明らかにされた．これらの変化は，局所の皮質損傷の時間（Coq and Xerri 1999）または日～週（Doetsch et
al. 1990, Jenkins and Merzenich 1987）以内に観察された．
Sensory Stimulation Enhances Plasticity 感覚刺激は可塑性を増加する
Nudoら（2003b）は，“運動皮質は重要な皮膚や体性感覚の入力の量を受け，それぞれ手の一次運動野の後
面と前面内におおよそ分離されるように思われる”ことを指摘した．Nudoら（2000）は，一次運動野の後面
の小さな梗塞（すなわち，最も皮膚入力を受ける領域）は，特定のタイプの一時的な運動障害をもたらすこと
を見つけ，それによりサルが“感覚エラー”を実行した．これらのエラーは，サルが小球を掴むために穴に手
を伸ばすリーチ課題中に観察され，そしてその時恐らく小球がそこにあるかどうか見るために，前腕を回外し
て掌をのぞきこむだろう（Nudo 2003b）．多くの場合小球は上手く取り出すことが出来ず，通常はまれなエ
ラーである．Nudoら（2003b）によれば，このタイプのエラーはまた，体性感覚皮質損傷後に指摘され，それ
はXerriら（1998）の感覚失認の外形の指標によって証明された．それ故，運動障害は単に運動出力の問題で
はなく，感覚運動の分離もまた原因である可能性がある．
Humphreyら（1994）は，運動皮質への感覚入力における中断のようなものがある場合，運動障害後の発展
は数ヶ月にわたることを指摘した．Nudoら（2003b）によると，体性感覚刺激の不足に対する運動領域の反応
性は4ヶ月までに回復する；しかしながら，脳卒中前の能力は回復しない．動物が体性感覚ガイダンスの必要
臨床試験では，学習と経験が皮質表象の拡大をもたらすことを示した．
16
性を減少する代償戦略，すなわち運動行動を導くための視覚のような感覚モダリティーを選択することは疑わ
しい（Nudo 2003b）．非常に小さな梗塞でさえ，代償行動におけるわずかな変化をもたらす．例えば，小さ
な梗塞後，型通りの動きは放棄され，そしてサルは一時的に外見的にはランダムなパターンの動きを示してい
る（Nudo 2003a）．
結論：動物では，体性感覚皮質マップは運動領域の求心性入力の変化によって変更されることが可能である．
運動システムにおける‘使用や損失’は，脳の体性感覚システムにおける‘刺激と損失’である．脳卒中後，
感覚表象の再組織化は，損傷されていない神経組織内で起こる．
Clinical Studies 臨床試験
Somatosensory Reorganization Post Stroke 脳卒中後の体性感覚再組織化
いくつかの研究では体性感覚の再組織化は脳卒中後に起こることが証明されている．Wikstrom（2000）ら
は脳卒中後1から15日と2から3ヶ月後の14人の患者と，23人の健常者と比較した試験を実施した．脳卒中後，
触覚の回復は，磁場編位を誘発するP1m体性感覚の増加によって平行になり，一次体性感覚皮質での半側抑制
性機能の回復を示す可能性がある（Wikstrom et al. 2000）．より最近では，ヒトにおける中枢損傷は，対側病
変の刺激のような触刺激の検出と位置確認との間での解離に関連があり，容易な検出は，刺激の位置の著しい
誤りを示した（Rapp et al. 2002）．さらに損傷後の誤配置は，損傷前のトポグラフィーの関連位置を持続す
る可能性があり，系統的変化や体性感覚経験を変形させる原因となる．著者は，触覚入力は，非損傷神経組織
を単に変えるのではなく，残りの神経基質内の再組織化に代わると証明している．これは重要な皮質領域は一
般に独自の神経トポグラフィーを保った後，体性感覚神経基質のリモデリングを示した動物実験での発見とも
一致している．
Sensory Stimulation May Enhance Plasticity 感覚刺激は可塑性を増強する
Hallet（2002）は，長期の神経周囲の刺激は，運動皮質における筋表象に関連した興奮性を増加し，場合に
よっては，運動マップを変化する原因にさえなる（Ridding et al. 2000）と言及した．これは，感覚刺激は，
他動運動や経皮神経刺激そして鍼治療を含む多くの方法において応用することが可能であるように，有用なリ
ハビリテーションツールになりなることを示した（Hallett 2002）．これはしかしながら，脳卒中アウトカム
の改善における鍼治療やTENSの有効性に関するRCTに基づいた，矛盾したエビデンスである．
結論：臨床では，中枢損傷は触刺激の検出と位置確認との間に解離をもたらす．脳卒中後，触覚入力は非損傷
の神経組織をただ単に変わらないが，利用可能な神経基質内の再組織化の代わる．長期の神経周囲の刺激は運
動皮質表象を変化し，感覚刺激は運動回復を手助けとなることが可能である．
動物では，体性感覚皮質マップは運動領域の求心性入力の変化によって変更されることが可能である．
臨床的には，感覚刺激は運動回復の手助けとなることが可能である．
17
3.5 Mechanisms of Reorganization Post Stroke 脳卒中後の再組織化のメカニズム
3.5.1 Reorganization of the Affected Hemisphere Post-Stroke 脳卒中後の損傷半球の再組織化
Clinical Studies 臨床試験
神経理論と仮説は，脳卒中後の神経学的回復を説明するために進められた．機能的脳画像は脳卒中後の脳内
のいくつかの理論と実質的に目に見える回復を評価するための機会を提供する．fMRI，PETや経頭蓋磁気刺激
TMSは，脳卒中後の運動活動を評価するために使用されている．
Normals 正常
Cramer（2003）は“右利きの健常者では，右手による片側だけの運動課題のパフォーマンスは，反対側（損
傷半球）でより大きい活動と関連しており，それと比較すると運動している手への同側の脳活動は小さい（Kim
et al. 1993）．対称的に，左手による動きでは，より大きな同側（非損傷半球）の活動が起こる”ことに気付
いた．
Reorganization in Adjacent Brain Tissue 隣接した脳神経の再組織化
Cramer（2003）はヒトの脳卒中後では，損傷側の手の動きは3つのパターンの皮質の再組織化をもたらし，
それぞれが互いに独占的ではなく，付随して起こるとされている：
1．より大きな両側の運動皮質の活動の程度は，同側（非損傷半球）の運動ネットワークが動員される（Bury and
Jones 2002, Cramer 2003）．
2．反対側（損傷側）の半球の補足運動野（SMA）や前運動野のような二次性皮質領域の動員が増加する（Cramer
2003）．
3．梗塞の周縁の皮質に沿って動員される（Cramer 2003）．
再組織化の優位なパターンは，障害側の四肢へ反対側の補足運動野（SMA）や二次体性感覚野におけるfMRI
の活動における増加を含む（Johansen-Berg et al. 2002），上肢運動における治療に関連した改善と関係があ
った．同様に，Liepertら（2000）は障害側の手の皮質表象の領域はCI療法の使用で劇的に増加した．それは
また，脳卒中後の手指タッピングが，脳卒中でない対照群で同一課題によってそれらが活性化したように，同
一の運動領域を活性化することが知られていたが，非損傷半球の関与を含んだ，より大きい範囲に及んだ
（Cramer et al. 1997）．最も脳卒中後の皮質再組織化のパターンを検討した臨床研究では，脳卒中で
損傷した半球内の活動の場所が前方（Weiller et al. 1993）かまたは後方（Cramer and Bastings 2000,
Pineiro et al. 2001, Rossini et al. 1998）に変化することが述べられた．
結論：ヒトでは，脳卒中回復後，麻痺側上肢の運動活動が梗塞周縁に沿った皮質領域の動員をもたらす．優れ
たパターンは，損傷半球の二次的（周囲の）皮質領域の活動を増加させる．
18
Animal Studies 動物実験
Increased Synapses in Adjacent Brain Tissue 隣接した脳組織におけるシナプス増加
脳卒中の周囲の損傷していない皮質組織における構造上の変化の発生に関するエビデンスがある．Nudoら
（2003a）は“運動スキル学習中の正常な動物の運動皮質における機能的変化の根底にあるそのメカニズムは，
運動皮質への損傷後の回復の役割を果たすメカニズムを同じのように思われる．”，そしてそれは特に，体性
感覚皮質の手の領域や一次運動野の手の領域における小さな病巣に関して正確であると証明した（Nudo
2003a）．
Nudo（2003a）は，皮質の一部分（脳卒中のような）に損傷が起きた時，非損傷皮質の周囲のほとんどが，
損傷の領域へ，そして領域からの両方の皮質内投射不足のために，それでもなお影響を受けただろうと言及し
た．これは脳の遠隔領域が脳の損傷部分といくつかの接続を持った時に，脳の遠隔領域でさえも当てはめるこ
とができる．それゆえ，脳の再組織化の過程は，損傷領域に隣接または接続した領域に予期されることができ
る．
Stroemerら（1993）は，皮質梗塞後のラットで，非損傷皮質の周囲において，GAP-43免疫活性増加，軸索
発芽の示唆，シナプトフィジン免疫活性が増加すると同時に，シナプス数における増加が示唆された（Stroemer
et al. 1993）．後の試験において，著者は上記の変化は時間に依存しており，シナプトフィジンは遅い時期（14，
30，60日）に有意に増加する一方，GAP-43の増加は発症後の早い時期（3，7，14日）でのみ有意に上昇し，
それ故，軸索発芽は順次的な方法でシナプス形成によって起こることが証明された．
Plasticity is Proportional to the Amount of Damage 可塑性は損傷の程度に比例する
Frostら（2003）は可塑性が脳の損傷の程度とどのように関連しているかを説明するための2つの原則を示し
た：“1）二次性皮質領域の再組織化は損傷誘発可塑性の一般的特徴である，そして，2）遠隔の再組織化は様々
な運動領域の相互の接続性と直接的に関連している．”．現代の暗示概念は，損傷した運動領域へのいくつか
の接続フォームが必要とされる，すなわち，発生する機能的再組織化に関するいくらかの機会のための二次運
動領域．従って，一次，二次運動野に損傷を与える大きい脳卒中では，重度な代償的再組織化に関する能力を
制限する．より大きく損傷した相互の皮質内経路は，非損傷の二次性領域における優れた可塑性が見られる．
結論：動物では，皮質再組織化は損傷部位だけでなく，脳卒中後の軸索発芽とシナプス発生が増加した周囲の
皮質にも依存しており，そして皮質再組織化は回復に関係している．再組織化は損傷部位だけでなく，損傷領
域と構造上の接続をしている遠隔領域にも依存している．より大きな一次運動野の損傷は，より大きな損傷し
ていない二次性皮質領域の可塑性が見られる．しかしながら，そのような再組織化がされるためには，二次性
皮質領域が脳卒中によって損傷を受けた領域と構造上接続していなければいけない．
臨床的には，脳卒中の回復は，隣接した皮質における脳の可塑性に主として関連している．
19
Clinical Studies 臨床研究
Plastic Changes in the Penumbra ペナンブラにおける可塑性変化
Hallet（2001）は損傷を受けた半球における可塑性変化は最も優れた回復に関係していることに言及した．
例えば，Cramerら（2002）によると，“運動脳卒中から最も優れた回復をした患者は，麻痺手の反対側の補
足運動野や一次運動野梗塞周囲領域活動において漸進的増加を証明した．”梗塞週組織は，別名ペナンブラと
して知られており，“脳梗塞の梗塞周囲組織は，電気的域値の不足と膜インテグリティとの間に位置する”と
して明確にされている（Astrup et al. 1981）．ペナンブラは，脳卒中の急性期で重要な概念であり，梗塞組織
の周囲のまだ不安定な状態の領域である．最も近年の定義では，適切な治療法を使用することで，梗塞のリス
クのあるこの組織を取り戻す可能性に焦点が当てられている（Heiss and Graf 1994）．Readら（1998）によ
ると，ペナンブラの範囲を測定し，脳卒中後どのくらいの時間持続するか，そして，様々な時点での救出可能
性は必要不可欠であり，今では脳の複数領域，特に梗塞周囲領域は，脳卒中後の皮質再組織化と機能回復にお
いて大きな役割を果たす可能性がある．
結論：臨床では，運動回復は非損傷半球の経路よりもむしろ，損傷された一次半球の対側経路を伴って生じる；
隣接した半球領域の参加は，回復可能性の指標となる．軸索発芽とその後のシナプス形成は回復と関係するよ
うに思われる．
3.5.2 The Role of Ipsilateral Pathways in Stroke Recovery 脳卒中回復のおける同側経路の役割
Animal Studies 動物実験
Ipsilateral Pathways are Recruited Proportional to the Size of Stroke
同側経路は脳卒中サイズに比例して補充される
豊かなリハビリテーションに関する動物実験では，Biernaskieら（2004）が非損傷運動皮質における樹枝状
成長の量は損傷サイズと損傷の配置の両方に関連していることを示した．Biernaskieら（2004）はまた，もし
一次運動野が損傷を受けると，同側の非損傷半球の代償的動員が維持され，体性感覚野と前運動野が含まれる
一方で，もし一次運動野が損傷しなければ，いくつかの非損傷半球の動員は短期間であることに言及した
（Feydy et al. 2002, Stepniewska et al. 1993）．彼らは，小さな皮質脳卒中が隣接した皮質の再組織化を導き，
それが類似した投射パターンで，機能障害のより実用的な代償をすることが可能となる．梗塞のサイズの増加
につれて，損傷した皮質の周縁における再組織化は可能であり，非損傷半球の活動の維持をもたらしている
（Biernaskie et al. 2004)．
動物では，より大きな特異的脳領域の損傷は，より大きな隣接した領域における脳の可塑性を示す．
臨床では，より大きな運動回復は，損傷半球を含む脳の可塑性がみられる．
20
Compensation and Heightened Function of the Nonaffected Hemisphere
非損傷半球の代償と機能の高まり
Schallertら（2003）は，もし対側肢が，体性感覚野が障害された後に機能障害されると，同側または非損傷
半球における変化は，運動機能の喪失のための代償的能力の増加を起こすことを言及した．Schallertら（2003）
は，片側病巣が体性感覚皮質に損傷を与えた後，ラットにいくつかの機能に関する同側前肢を優先的に使用さ
せた．一肢の永続的または長期の機能障害に伴って，非損傷肢は代償を問われ，そして代償スキルは非損傷半
球における再組織化をもたらす必要性が繰り返される（Schallert et al. 2003）．最近述べられていることとし
て，一次運動皮質への損傷を伴い，同側肢の代償的動員は体性感覚皮質と運動前野の両方が含まれる
（Biernaskie et al. 2004, Feydy et al. 2002, Stepniewska et al. 1993）．
結論：動物実験では，同側（非損傷半球）の経路の動員は，梗塞のサイズに直接的に比例している．それは，
反対側（損傷半球）赤核への新しい経路の発達によって同側経路が働く可能性がある．
Clinical Studies 臨床研究
Activation of Ipsilateral Pathways Post-Stroke 脳卒中後の同側経路の活動
Hallet（2001）は，Cholletら（1991）によるニューロイメージング研究で，ヒトの脳卒中からの回復におい
て同側経路が重要であるという証明に大きく影響を受けたことを言及した．Cholletら（1991）は，完全な筋
力に本質的な回復をした片麻痺のある6名の初発皮質化脳卒中患者を検討した；しかしながら，彼らが回復し
た手を動かした時，6人中3人は，ほとんど拙劣さが残り，そのいくつかは良い手のミラー動作があった（Hallett
2001）．Hallet（2001）の言及の通り，同側半球の活動は脳卒中回復に含まれ，回復した手は同側の体性感覚
皮質の活動を増加させた（Cao et al. 1998, Cramer et al. 1997, Honda et al. 1997, Weiller et al. 1993）．
Biernaskieら（2004）は，脳卒中患者における機能的イメージング研究で，損傷運動皮質と非損傷運動皮質
の両方で，障害された肢の活動中の活動パターンにおける変化を証明した事に言及した（Cramer et al. 1997,
Cuadrado et al. 1999, Feydy et al. 2002, Johansen-Berg et al. 2002, Kopp et al. 1999）．Johansen-Bergら
（2002）らは，TMSを使用した同側運動活動の途絶により，手指の運動課題の反応時間が短縮したことを証
明した．これは，重度脳卒中後の非損傷運動システムの役割に関するエビデンスとして考慮された（Biernaskie
et al. 2004）．
Activation of Ipsilateral Pathways is a Marker of Poor Recovery
同側経路の活動は回復不良の指標である
Hallett（2001）らは，同側の運動誘発電位は低い閾値で短い潜伏時間であり，それは健常者と比較して，脳
卒中患者においてより見られるように思われることを言及した（Caramia et al. 1996, Lammers et al. 1995,
Turton et al. 1995, Turton et al. 1996）．しかしながら，これらの反応は，機能回復の乏しい患者においてより
いっそう多く起こっているように思われる（Hallett 2001）．Turtonら（1996）は，同側の運動誘発電位が低い
振幅で，一般的に乏しい手の運動回復に関係している一方で，脳卒中発症後急性期の反対側の運動誘発電位の
21
存在は，手の動きの回復の良い指標となる．同側経路は，運動回復のためには不十分で，対側経路が活性化す
るには損傷しすぎている時のみその役割を果たすように思われ，乏しい回復の指標である同側経路の活性化が
形成され，重要な運動回復を導くための影響力は十分ではない．
結論：臨床実験では，損傷されていない半球からの同側運動経路は運動回復に寄与し，ほとんどの場合，乏し
い機能的回復を伴ったより重度な脳卒中において寄与する．これらは，機能的対側経路（損傷半球）で回復で
きない時，同側経路がより高まり，対側接続と同側接続の間で競争するかもしれない．
3.5.3 Aphasia 失語症
失語症患者における機能的脳イメージングではまた，言語機能では右より左半球優位になっているにも関わ
らず，言語機能の回復は，言語関連ネットワークを含む両半球の回復に依存している（Kuest and Karbe 2002）．
Caoら（1999）は，言語機能の回復は5人の患者の両側活性化，2人の患者の右半球活性化に関連していること
を示した．両側の活性化は右半球のみと比べてより良い回復と関連があった．しかしながら，失語症からの回
復の際の両側の活性化の重要性は，完全に明らかになっていない（Cramer and Bastings 2000）．彼らはWeiller
ら（1995）やBucknerら（1996）がウェルニッケやブローカそれぞれの失語における対照群と比較した時，右
半球の活性化の程度が増加したことを認め，前述と同様であったことを示した．しかしながら，Heissら（1999）
の皮質下や前頭葉や側頭葉の梗塞のある脳卒中患者のPETによる評価において，もっとも効果的な言語機能の
回復は左半球領域が保たれた時のみ達成されることを示した．
結論：失語症の回復は両側半球の活性化と関連がある．右側半球の活性化のみでは，左側頭葉による特別な役
割を示したある一つの研究による回復での左半球の必要性を指示された，悪いアウトカムと関連がある．
3.6. Influence of Rehabilitation on Post Stroke Reorganization
脳卒中後の再組織化におけるリハビリテーションの影響
3.6.1 Training and Cortical Representation トレーニングと皮質表象
サルとヒトで示された研究では，脳卒中後，リハビリテーションは隣接した損傷されていない皮質における
再組織化を形成することが可能である．
The Role of Intensity of Therapy in Animal Studies 動物実験における高強度治療の役割
Taub（1980）はサルにおける脳卒中後の非損傷四肢の抑制が，麻痺側四肢回復を促進したことを報告した．
Nudoら（2001）は，サルに障害されていない肢の使用を抑制するために抑制ジャケットを装着し，脳卒中後
動物実験と臨床研究で，非損傷半球に含まれる同側運動経路は，損傷半球の回復ができない非常に大きな
梗塞の場合，非損傷半球は動員される．
失語症の回復は両側半球の関与と関連がある．
22
の動作練習を実施し，非麻痺手の表象が保持されていることを証明した（Nudo et al. 1996a）．より最近では，
Frielら（2000）は，一次運動野のごく小さな損傷に隣接した手の領域の保持には，なぜなら抑制ジャケットの
使用のみで手の表象の変化が，自然回復で見られるものより超えてもたらされなかったため，抑制に加えた動
作練習が必要であることを示した．DeBowら（2003）はまた，大脳出血のラットでCIMTや日常練習のみでは
よりたくさんの効果を与えることができなかったものの，日常練習とCIMTとの組み合わせが機能的回復を改
善したことを示した．組み合わせた群ではまた，治療していないラットに比べて組織の損傷がより小さな体積
であったことを示した（DeBow et al. 2003）．
結論：運動皮質のより強度なトレーニング，すなわちCIMTでは，皮質表象がより一層増加した．動物では，
少なくとも小さな脳卒中では，より多ければ多いほど脳卒中回復におけるリハビリテーション治療の影響力が
ある．
The Role of Intensity of Therapy in Clinical Studies 臨床研究における高強度の治療の役割
ヒトにおける回復の改善は，高強度のリハビリテーションの増加（より多い時間とより多い頻度の治療）で
獲得させる（Kwakkel et al. 1999, Langhorne et al. 1996, Kwakkel et al. 1997, Teasell et al. 2004）．例えば，
高強度のトレッドミルトレーニングは，伝統的な歩行練習と比較し歩行アウトカムを改善させる（Laufer et al.
2001, Richards et al. 1993）．このような用量反応効果は，“多ければ多いほどよい”ことが脳卒中の回復に適
用するという概念を示した（Gladstone et al. 2002）．その上，より高強度な方法の治療は機能的アウトカムの
改善と必然的な在院日数の短縮をもたらす（Kalra 1994）．
CIMTと組み合わせたトレーニングもまた，ヒトにおいて効果をもたらす（Wolf et al. 1989, Liepert et al.
2000）．その上，CIMTに関連した効果は急性期脳卒中後月や年単位の後遺症の欠点に気付かされることができ
る．
結論：ヒトでは，より高い強度の脳卒中リハビリテーション治療は，一般的にアウトカムの改善と皮質表象の
維持と拡大に関係している．より優れた様々な治療への時間露出は回復を減少させる方へ向かう性質があるに
もけれども，アウトカムをより良くする．言い換えると，治療時間を2倍にすることは，必ずしも機能的回復
が2倍になる結果とならないが，優れたアウトカムをもたらす．より高強度の治療の効果は一定されていない．
より高強度の理学療法と作業療法は全ての機能的アウトカムの改善とより速い自宅退院の結果が得られる．
動物実験では，より強度なトレーニングは脳の可塑性を増加する．
臨床では，より高強度のリハビリテーション治療は機能的アウトカムの改善をもたらす結果となる．
23
3.7 Reorganization After Stroke: Other Factors Influencing Recovery
脳卒中後の再組織化：回復に影響を及ぼすその他の因子
3.7.1 Effect of Time on Brain Activation Post-Stroke 脳卒中後脳の活性化における時間効果
Animal Studies 動物実験
Very Early Therapy May Be Harmful 非常に早期からのリハビリテーションは有害である可能性がある
高強度で早期からの焦点を当てた治療は，ラットの障害された前肢の機能が改善され，そして損傷される前
の領域において樹状突起の樹枝状分岐が増加するべきであると一般的に前提とされていた．しかしながら，い
くつかの動物実験で，皮質損傷後すぐの障害された前肢の強制的使用（非障害側の前肢の抑制によって）の開
始は，神経組織とその後の機能的回復の両方で有害であったことを報告した（Humm et al. 1998, Kozlowski et
al. 1996, Schallert et al. 2000a）．Risedalら（1999）は，脳卒中後すぐに非損傷側の前肢を固定化し，従って
動物の姿勢の支持と動くために頼りにしている損傷肢の強制は，損傷した脳にストレスが多すぎたことを示し
た．重要な体性感覚皮質の損傷後に，障害された前肢の高強度の使用が強要された時，脳卒中後数ヶ月にわた
り遅れて誇張された悪化の継続が報告された（Humm et al. 1998, Kozlowski et al. 1996, Schallert et al. 2000a,
Schallert and Hernandez 1998, Schallert et al. 2003）．脳卒中後60日まで損傷のサイズは一般的に2倍になった
（Schallert et al. 2003）．
Kozlowskiら（1996）は，一側の感覚運動皮質の損傷後に障害された前肢の強制的な過度の使用をしたが，
視覚野の損傷後，梗塞の遅延誇張にはつながらなかった（Schallert et al. 2003）．この示唆は，使用依存の損
傷の誇張は系統的事象による原因ではなく，実際には，Hummら（1999）が早期からの過度の使用の影響の不
利は，NMDAレセプターによる介在であることを証明している．彼らは，早期からの高いレベルの活動は結果
的に，病変部位周辺の領域における神経伝達物質のグルタミン酸塩の高いレベルの放出をもたらすことを推測
した．グルタミン塩酸の拘束状態とNMDAレセプターの活動は；脳卒中後の過度のグルタミン塩酸の放出が特
に敏感なペナンブラの細胞消失の増加を導く（Humm et al. 1999）．
これらの動物での治療の有害な効果を示した研究は，非常に早い段階での高強度の治療の有害な効果であり，
これらの知見は決して研究を通じて一貫していないことを認識することが重要である．Turkstraら（2003）は
使用依存のメカニズムは，動物における早期からの強制的使用の否定的な効果と，動物と脳卒中後のヒトにお
ける遅い段階での強制的使用の効果の間で明らかに矛盾した一時的な説明である（Taub et al. 1993, 1994,
2002）．
従って，非常に早期の治療の影響力に関する動物実験の事実が明らかになっている．脳卒中発症後最初の1
週間の間，梗塞周囲の細胞は高度の興奮状態になる（Neumann-Haefelin and Witte 2000）．損傷後早すぎる時
期の過度の感覚運動皮質の活性化は，使用依存性を通して損傷を悪化させる可能性があり，グルタミン塩酸は
NMAD介在プロセスを刺激した（Humm et al. 1999）．Biernaskieら（2004）は，“このプロセスの増悪は数日
かけて消失し，なぜ損傷後3－5日でのリハビリテーション経験（すなわち，アクロバティックやリーチトレー
ニング）の開始は損傷サイズや行動アウトカムの悪化がないかの説明となる（Jones et al. 1999, Nudo et al.
24
1996b）”と示した．これを支持して，いくつかの研究では強制的な過度の使用をする時は，脳損傷後2週間目
まで遅らせると，損傷はより一層悪くならない（Humm et al. 1998, Risedal et al. 1999, Schallert et al. 1997）．
結論：動物実験では非常に早い時期でのリハビリテーションの開始は，この件に関する研究の結論は一貫して
いないけれども，アウトカムにおける有害な効果となる可能性がある．動物における早期からの過度の使用の
効果の影響は，神経伝達物質のグルタミン塩酸の過度のNMDAレセプターの刺激によって介在されると考えら
れている．この問題はヒトにおいては検討されていない．
Early Therapy 早期治療
たとえトレーニングでも，特により強度なトレーニングでは，脳卒中の非常に急性期では有害であり，
Schallertら（2003）は，リハビリテーショントレーニングの反応における神経学的回復のために脳が準備され
た時，脳卒中後すぐに期間が存在することに言及した．
Biernaskieら（2004）は小さな梗塞損傷後の研究で，ラットを5週間，一般的な住居または豊富なリハビリ
テーショントレーニングのどちらかに割り当てられ，脳卒中後5日目，14日目，または30日目に開始した．5
日目に豊富なリハビリテーショントレーニングを開始した動物は，回復における著しい改善を示したが，一方
30日目に開始した動物では，一般的な住居でのみ開始した梗塞ラットに比べ，有意な改善はしなかった．14
日目での豊富なリハビリテーションの動物では，5日目と30日目に豊富なリハビリテーションを受けた動物と
比較して，中間レベルの回復を得た．著者はそのとき非損傷（脳卒中と反対側）の運動皮質の樹状形態を検討
した．5日目で豊富なリハビリテーションをした条件で，一般的な住居での条件とその他の対照群の両方と比
較して，たくさんの分岐と複雑なⅤ層の神経が増加した．14日目（増加したけれども）と30日目で豊富なリハ
ビリテーションを開始した後の樹枝状分岐は，一般的な住居の条件と変化の露呈のない結果となった．
Biernaskieら（2004）は，脳卒中後の脳は，脳卒中後早期のリハビリテーションに敏感であり，そして時間と
ともに効果が直線的に衰退すると結論付けた．著者は，これは損傷していない皮質組織の維持は脳卒中後早期
のリハビリテーションに最も反応し，この効果は時間とともに減少するという概念に一致していると言及した．
結論：動物実験では，早期治療は皮質再組織化を増加する結果となった．長期間の遅延は，治療の影響力を低
くした．脳卒中後の豊富なリハビリテーションは，回復にポジティブな影響力を持つ．豊富なリハビリテーシ
ョンの効果は提供される時，脳卒中後の時間に比例して減少する．ラットでは最初の1週目以内に豊富なリハ
ビリテーションを受けた場合，有意な影響力を認める．；しかしながら，もし脳卒中後1ヶ月で開始されれば，
影響力はほとんどない．これは，脳がリハビリテーショントレーニングや治療への最大の反応のための“準備
する”時の時間の窓口があることを示唆した．
動物実験において，脳卒中後すぐの非常に高強度な治療はアウトカムを悪化させる可能性がある．
動物実験では，早期治療はより優れた脳の可塑性をもたらす；遅れた治療はその結果が得られない．
25
Clinical Studies 臨床研究
動物実験では，早期から開始したリハビリテーションタイプの治療が，遅れて開始された治療と比較し，よ
り良いアウトカムを引き起こした．倫理的に，これはヒトでのRCTにおいて再生するには困難であり，そこで，
我々は比較研究から出された関連性に委ねた．
Early Onset Rehabilitation 早期リハビリテーションの開始
非ランダム化研究では，早期に開始した場合，脳卒中リハビリテーションは最も効果的であることを示した
（Feigenson et al. 1977, Hayes and Carroll 1986）．CifuとStewart（1999）とOttenbacherとJannell（1993）
の両方のレビューでは，早期リハビリテーション介入と機能的アウトカムのポジティブな関連があったことを
示した．残念なことに，これらの関連は，より重度な脳卒中，すなわちより乏しい予後の傾向がある，は早期
から開始は少なそうであるため，潜在的に誤解を与えることができる．しかしながら，Paolucciら（2000）の
1つの非対象試験では，脳卒中後ことなる時期でリハビリテーションを受けた患者のアウトカムを具体的に調
査し，早期にリハビリテーションを受けた患者のアウトカムは，とり遅くに受けた患者のデータと比べて良い
結果であったことを示した．このシングル前向き比較研究の結果は，早期から開始したリハビリテーションは
直接的に機能的アウトカムの改善をもたらすという制限されたエビデンスを提供した．
結論：臨床研究では，より早いリハビリテーションの開始とより良いアウトカムとに関連があり，それは我々
が把握している脳の回復/脳の可塑性と関連している．リハビリテーション治療を開始するべき最適な機会は，
まだ決定されていない．
Subacute Rehabilitation 亜急性期リハビリテーション
脳卒中リハビリテーションの効果に関するほとんどの研究は，亜急性期の時期でのリハビリテーションで検
討されている．RonningとGuldvog（1998）は，“急性期リハビリテーションにふさわしい大部分は，中等度
から重度の障害のある人々である（Kalra et al. 1993）”と言及した．RonningとGuldvog（1998）によるRCT
では，著者は病院でのリハビリテーションユニットにおける脳卒中患者の亜急性期リハビリテーションはアウ
トカムを改善し，中等度から重度の患者で最も効果が得られたように思われることを報告した．それに加え得
て，Rubbら（1997）は急性期リハビリテーション後の地域でのリハビリテーションは病院での治療と同様に
臨床的に有効であると示した．
結論：臨床では，亜急性期に提供されたリハビリテーションは機能的アウトカムを改善するという強いエビデ
ンスある．
3.7.2 Size of the Lesion Influences Recovery 損傷サイズは回復に影響する
大脳皮質は，より重度な脳卒中において最大6ヶ月まで代償変化の延長を伴う損傷後，数週間から数ヶ月間は
臨床では，より早期のリハビリテーション治療はより良いアウトカムと関連がある．
26
機能的そして構造上の再組織化を経験する（Green 2003）．Duncanら（2000）は，ヒトとラボラトリーの
動物の両方に，皮質損傷後失った機能のいくつかの自然回復（リハビリテーション治療から独立した）の能力
が，特に損傷が小さい場合にあることを示した（Kolb 2003）．臨床的には，我々は神経学的回復の時間的経
過は，損傷のサイズに大きく依存性ていることは既に示している．
Animal Studies 動物実験
A Smaller Lesion Improves Likelihood of Recovery より小さな損傷は回復の可能性を改善する
運動皮質の小さな損傷のあるラットは，前肢のリーチ課題のスキルにおいて，初期で重度な機能障害があっ
たが，リーチと持ち上げ動作において有意な改善をし，15日で正常なレベルに近い状態までに向かって前進し
回復した（Whishaw 2000）ことを証明した．対照的に，大きな損傷のあるラットでは，機能的の回復はほと
んどなく，機能の回復は，数週間または数ヶ月で固定化される可能性があることを示した（Kolb 1995, 2003）．
Kolb（1995）は，運動皮質を含むより大きな片側損傷のラットは，食べ物を得るための前肢の正確な回内・外
の能力において，長期間の重度な喪失を経験したことを言及した．これら動物はこの能力障害に関して，食べ
物を取り出すために利用可能な身体全体の戦略を通した肢の運動の間接的誘導によって代償した．しかしなが
ら，食べ物を取り出す能力は，小さな損傷のラットと比較してまだ有意に障害された．
NudoとMilliken（1996）は，小さな脳卒中で一次運動野の手の領域の損傷後，自然回復を経験したサルで検
討した．彼らは，脳卒中後初期の数日間で，重度な行動の機能障害があった；サルは損傷された手は使用され
ず，損傷していない手の使用によって代償したことを観察した．しかしながら，脳卒中後3ヶ月後では，運動
回復は，有るか無しかの損傷の後遺症の証拠程，完全であった（Nudo and Milliken 1996）．対照的に，一次
運動皮質の大きな脳卒中に侵されたサルにおいて，運動回復は約3ヶ月でプラトーを示した（Frost et al. 2003）．
手の優先傾向は永久に障害され，動物は損傷した手のより少ない使用を選択した．さらに，脳卒中後3ヶ月で
さえ，運動パフォーマンスはまだ優位に正常より低かった（Frost et al. 2003）．
Kolb（1995）は，小領域脳卒中からの回復と大領域脳卒中からの回復の違いは，自然回復のメカニズムと関
連があることを示した．小領域脳卒中での動作のやり方や回復は，おそらく損傷されていない運動皮質の残存
領域における変化である一方で，より大きな損傷は，他の皮質領域で起こる，練習により改善した代償動作の
促進により変化する．
結論：小さな脳卒中の動物では，脳卒中後数週間から数ヶ月間で，自然に起こる（リハビリテーション治療な
しで）機能的，構造的回復を経験する．神経変化の基礎は，失った機能を引き継いだ残存している脳病巣の周
囲と関連があるように思われる．大きな脳損傷動物では機能回復がはるかに小さく，その回復は数週間から数
ヶ月間で固定化されたことを示した．代償動作は，より遠隔の皮質領域において起こる活性化や再組織化に重
要な役割を果たす．
動物実験では，脳卒中サイズと回復に反比例の関係がある．
27
3.7.3 Age Effects Recovery 年齢の回復への影響
Animal Studies 動物実験
動物における年齢に伴う脳卒中と回復の影響力は，完全に明らかにされていない．ラットにおける梗塞損傷
の進行における年齢の効果を検討した1つの研究では，著者は，若年ラットは，水迷路課題においてより神経
学的障害と乏しいパフォーマンスを宣告された対照群とする高齢ラットよりも脳卒中によりより損傷された
（Shapira et al. 2002）．組織学的評価もまた，より損傷を受けた若年ラットで明らかにされた（Shapira et al.
2002）．一方，ラットにおいて，脳損傷後の運動障害の持続は，年齢に伴い増加する（Brown et al）．年齢に伴
うより大きな維持を通して，神経の反応性と膠細胞の再生は，高齢動物で遅延し，減少した割合で発生するよ
うに思われる（Popa-Wanger et al. 1999, Whittemore et al. 1985）．よく反応する神経シナプス形成の減少，発
生する反応性はより低い強固と減少した割合でのシナプス交換である（Cotman and Anderson 1988）．
中等度の脳動脈閉塞した高齢ラットでの研究では，Linderら（2003）は小領域梗塞の結果であるが，前肢の
外転と体性感覚機能，良いコントロール（階段リーチテスト）と運動速度と耐久性（バープレステスト）おけ
る有意な機能的障害を示した．Linderら（2003）によって示された脳卒中動物モデルは，高齢動物やストレ
ス機能ではなくその組織学的アウトカムを使用し，より密接に臨床設定を模倣することができ，慢性的
機能障害を患っている高齢患者に利益をもたらす機能の回復における，優れたリハビリ戦略の有効性を
評価するかもしれない．
結論：若年動物では一般的な回復はより急速でより大きな範囲であるけれども，高齢動物は脳卒中後の回復を
示す．新しい神経接続やシナプス形成の割合における減少と関連がある．従って，高齢動物で脳卒中後改善す
るが，長期で少ない範囲で起こる．その理由に関して，年齢は脳卒中後の機能的回復の一致した予測でないか
もしれない．
Clinical Studies 臨床研究
ヒトでは，年齢は脳卒中に関して重要なリスク因子であり（Kugler et al. 2003），一般住民における人々は
年間0.25%の脳卒中リスクを有しており（Kolominsky-Rabas et al. 1998, Williams et al. 1999），50歳を超え
ると10年で2倍の数になる．脳卒中の発生率85再で3.5%増加する（Jamrozik et al. 1999）．ヒトでは，年齢は
長い間，脳卒中後の神経学的回復を減少すると考えられてきた（Nakayama et al. 1994, Pohjasvaara et al.
1997）．2219名の患者のコホート研究では，Kuglerら（2003）は早期の脳卒中回復における年齢の効果を検
討した．著者は，年齢の増加に伴い関連した改善は減少すると示した：55歳よりも若い患者で最大の67%まで
改善を獲得する可能性があり，55歳以上の患者ではたった50%の改善を獲得する（p<0.001）．彼らはまた，
わずかにより早い機能回復を示した若年患者の回復の速度において，重要であるが，比較的小さな影響力であ
ったことを示した（p<0.001）．著者は，年齢は重要な影響であるにもかかわらず脳卒中後の個々の機能的回
若年動物ではより完全で急速な脳卒中後の回復を示す．
28
復の乏しい予測である．しかしながら，より若年患者はより完全な回復を証明した．
入院での脳卒中リハビリテーションプログラムに参加した561名の患者のプロスペクティブ研究では，年齢
だけで，退院時の合計FIMスコアとFIM運動項目スコアの重要な予測であるが，FIM変化の予測にはならない
（Bagg et al. 2002）．退院時の合計FIMスコアとFIM運動項目スコアの両方に関して，年齢だけでアウトカム
のバリアンスのたった3%の割合を占めた．この研究からの結果は，前進した年齢だけで，この因子の不確か
な臨床的妥当性が与えられたリハビリテーションを評価された患者を否定するための理由を弁明できない．
結論：ヒトでは，年齢は，効果は小さいが回復の速度と完全性における重要な効果がある．しかしながら，よ
り高齢の脳卒中患者も回復するので，遅い割合ではあるが，年齢の全ての影響は比較的小さく，年齢自体は脳
卒中後の機能的回復の乏しい予測となる．
Sum Up 要約
脳卒中に関連した負担は大きいとはいえ，脳卒中後急性期と慢性期の両方で，神経学的，機能的回復が起こ
るというエビデンスがある．リハビリテーションは，脳卒中後最初1週以内に開始した時最も効果が得られる
ことが示されている；しかしながら，脳卒中に関連した機能障害の回復（すなわち，片麻痺）は数ヶ月後，数
年後でさえもまだ可能性がある．興味があるのは，回復における豊富な環境の効果である．動物では，動物が
より多くの感覚刺激を利用でき，より学習経験する環境として明確な豊富な環境では，脳卒中後の回復を改善
する．専門の脳卒中ユニットで見られるように，豊かな環境の効果もまた，ヒトにおいても報告されてい
る．脳卒中回復は，可能性のある影響力としての内在する多様性と外部因子，そして神経学的回復の程
度によって影響を受ける．
臨床では，年齢は回復に反比例の関係であるが，その影響は小さい．
29
3.8 Summary
Impact of Stroke 脳卒中のインパクト
集団年齢として，リハビリテーションから利益を得る可能性のある機能障害や能力障害を有した脳卒中者が増
加するだろう．
Classifying Outcomes Post- Stroke 脳卒中後の予後分類
ICIDH-2 に従えば，脳卒中予後は機能障害（身体機能），能力障害（活動制限），社会的不利（参加制約）に分
類できる．
Defining Recovery and Time Course Post-Stroke 脳卒中後の回復の定義と時間経過
Defining Different Types of Recovery 回復の異なるタイプの特徴
回復は，神経学的回復または機能的回復として定義することができる．神経学的回復は，脳の修復／再組織
化の結果起こる．機能的回復は，多機能に関連しており，リハビリテーションによる影響を多く受ける．
Mechanisms of Neurological Recovery 神経学的回復のメカニズム
再組織化は，損傷部位ばかりでなく，損傷エリアと構造的に連結した離れた部位などの周辺の環境にも依存
する．
Time Course of Recovery 回復の時間的経過
神経学的回復は，脳卒中後最初の1-3ヶ月以内でピークであり，そして2ヶ月間ゆっくりと継続するけれども，
機能的回復は神経学的回復が完了した後継続する場合がある．回復は軽症脳卒中では素早く起こる．
Recovery of Specific Functions 特異的機能の回復
移動，上肢機能，失語や無視のような高次脳機能にとって，回復の大部分は重症脳卒中でも 12 週間以内に
起こる．より早い回復は，損傷サイズが小さいことと年齢が関係する．
Maintenance of Stroke Recovery 脳卒中回復の維持
全体の機能は脳卒中後6ヶ月から3年で比較的安定するけれども，特異な変化は脳卒中リハビリテーションの
後，特定の機能パフォーマンス（例．移動，失禁，社会化）で存在する．
Plasticity of the Cortex 皮質可塑性
脳の能力は，機能的連結の数に依存し，存在するニューロン数ではない．機能的連絡は，生涯における遺伝
的プログラムと経験で発達する；損傷後の機能的代償は，新たな連結の発達を要求する．
30
Learning, Experience and Motor Reorganization 学習，経験，運動の再組織化
動物実験では，複雑な環境がシナプス数を増加させ，刺激されている皮質エリアに特異的な樹状突起分枝形
成を増加させる．
動物実験では，運動学習は関係皮質エリアに特異的な運動皮質の変化の結果起こる．訓練の欠如は，皮質表
象のさらなる縮小を引き起こす．運動学習を要求しない非スキル化した運動の反復では，運動皮質の変化は起
こらない．経験は，運動パフォーマンスを改善させる有意な脳の再組織化を引き起こし，さらなる学習の可能
性を増大させる．
臨床研究は，学習や経験が皮質表象を拡大させることを証明してきた．課題の反復練習は皮質表象の拡大を
導き，それらの訓練継続の失敗は皮質表象の縮小を起こす．
Somatosensory Reorganization and Stimulation 体性感覚の再組織化と刺激
動物では，体性感覚皮質地図が，脳への求心性入力が変化することによって変えられることができる．運動
システムの‘使用または不使用’は，体性感覚システムでの‘刺激または刺激の失敗’となる．脳卒中後，感覚表象
の再組織化は損傷のない神経組織内で起こる．
臨床では，脳損傷が初覚刺激の検出と定位の解離を引き起こす．脳卒中後，触覚入力は損傷のない神経組織
にただ向かわず，しかし利用可能な神経組織内で代わりに再組織化される．長期的な末梢神経刺激は運動皮質
表象を変化させることから，この感覚刺激は運動回復を促進することを示している．
Mechanisms of Reorganization Post Stroke 脳卒中後の再組織化メカニズム
Reorganization of the Affected Hemisphere Post-Stroke 脳卒中後の損傷半球の再組織化
ヒトでは，脳卒中回復後，罹患手の運動活動は，対側半球や同側半球運動エリアの 2 次運動エリアのような，
梗塞周辺の皮質エリアの動員をもたらす．観察される主な活動パターンは，罹患半球の２次（梗塞周辺）皮質
領野の増加した活動である．
動物では，皮質再組織化は，損傷部位ばかりでなく，脳卒中後起こり，回復に関係する軸索発芽やシナプス
が増加した周辺皮質に依存する．再組織化は，損傷部位ばかりでなく，損傷エリアと構造的な連結を持ってい
る離れた部位にも依存している．1 次皮質エリアの大きなダメージは，梗塞周辺の 2 次皮質エリアの大きな可
塑変化が見られる．しかしながら，このような再組織化が起きるためには，２次皮質エリアが脳卒中で損傷を
受けたそのエリアと構造的な連結を持っていなくてはならない．
臨床における運動回復では，回復の可能性を示す非罹患半球の経路よりむしろ，罹患半球の対側経路が主に
関係する．軸索発芽や次のシナプス形成が回復に関係しているように思われる．
31
The Role of Ipsilateral Pathways in Stroke Recovery 脳卒中回復における同側経路の役割
動物研究は，同側（非罹患半球）経路の動員が梗塞サイズの増大で起こることが示されている．それは対側
（罹患半球）赤核への新しい経路を発展させることにより，同側経路が作動することかもしれない．
臨床研究は，非罹患半球からの同側運動経路は，最もしばしば不十分な機能回復となるより重度な脳卒中者
の運動回復に貢献する．機能的な対側（罹患半球）経路が回復できないとき，同側経路がより優位になり，対
側と同側経路の連結に競合があるかもしれない．
Aphasia 失語症
失語の回復は，両側半球が関係する．右半球の活動のみでは悪い予後となり，左側頭葉の特別な役割を示し
た研究では回復における左半球の必要性が示唆される．
Influence of Rehabilitation on Post Stroke Reorganization
脳卒中後再組織化におけるリハビリテーションの影響
Training and Cortical Representation トレーニングと皮質表象
The Role of Intensity of Therapy 集中的な治療の役割
運動皮質のより集中的な訓練（例えばCI治療）は，皮質表象をさらに増大させる．動物では，少なくとも小
さな脳卒中では，脳卒中回復におけるリハビリテーション治療の影響力はより良くなる．
ヒトでは，脳卒中リハビリテーションのより大きな強度が，アウトカム改善や皮質表象の維持や拡大に一般
的に関係する．利益逓減の傾向があるけれども，様々な治療に対する暴露時間の大きさは良いアウトカムとな
る．言い換えると，2 倍の治療時間が 2 倍の機能改善の結果を生むとは言えないけれども，より優れた予後に
なるだろう．より集中的な治療の利益は，一様ではない．より集中的な理学療法や作業療法は，全体的な機能
的予後を改善させ，より早く退院できる．
Reorganization After Stroke: Other Factors Influencing Recovery
脳卒中後の再組織化：回復に影響する他の因子
Effect of Time on Brain Activation Post- Stroke 脳卒中後の脳の活性化における時間効果
動物実験では，脳卒中後より早期に開始したリハビリテーションが有害な効果を持つことが示されたが，こ
の問題における研究の結論は首尾一貫していない．動物における早期過用の損傷効果は，NMDAレセプターを
32
刺激する過剰な神経伝達物質グルタミン酸によって媒介されると考えられる．この問題はヒトでは研究されて
いない．
動物実験では，早期治療が皮質再組織化の結果となる．治療開始の遅延は，治療の効果を小さくする．豊富
な脳卒中後リハビリテーションは，回復にポジティブな効果を持つ．豊富なリハビリテーションの効果は，そ
れが提供される脳卒中後の時間に相対的に減少する．ラットでは，豊富なリハビリテーションが 1 週以内に実
施されるときに有意な効果を持つが，しかしながらもしリハビリテーション開始が 1 ヶ月後ならば効果は小さ
い．これは，脳がリハビリテーション訓練や治療に最大に反応するための‘準備・備え primed’時間の窓がある
ことを示す．
臨床研究では，脳の回復や可塑性の我々の理解に相関して，リハビリテーションへの早期入院と良好な予後
の間の関係があることを示してきた．開始されるべきリハビリテーション治療の最適な時期は，まだ決定され
ていない．臨床では，亜急性期リハビリテーションが機能的予後を改善させるという強い根拠がある．
Size of Lesion Influences Recovery 損傷サイズが回復に与える影響
小領域の脳卒中の動物では，脳卒中後数週から数ヶ月で，リハビリテーションなしに自発的に起こる機能的，
構造的回復が経験されるだろう．基礎となる神経変化は，喪失機能に関係している残存している周辺脳領域に
関連しているように思われる．大きな脳損傷動物では機能回復がはるかに小さく，そして回復する機能は数週
または数ヶ月で固定化する可能性がある．代償運動は，より離れた皮質領域で起こる活動や再組織化に重要な
役割を果たす．
Age Effects Recovery 年齢の回復への効果
一般的に，回復は若年動物でより早く，より大きく起こるが，老齢動物でも脳卒中後の回復を示す．これは，
新しい神経連結の形成やシナプス形成の割合の低下に相関する．それゆえ，老齢動物では脳卒中後の回復は起
こるが，時間がかかり，より少ない範囲の回復となる．その理由として，年齢が脳卒中後の機能回復における
一貫した予測因子でないかもしれない．
ヒトでは，年齢は回復の速度や程度において小さいが有意な効果を持つ．しかしながら，高齢脳卒中患者は
よりゆっくりであるが回復するので，年齢の全体的なインパクトは比較的小さく，年齢そのものが脳卒中後の
機能回復の予測因子としては不十分である．
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