身体のバランスとスムーズな動きを小脳と前庭機能の連携から解説

今回はバランスやスムーズな動きを可能にする小脳と前庭機能の関係を説明していきます。

普段は意識することなく、立ったり、歩いたり、走ったり、物を取ったりしています。
・スポーツで複雑な動きをする
・楽器を演奏する
これらも身体がスムーズに動き、バランスがしっかり保たれているおかげです。
この大切な役割を担っているのが、「小脳」と耳の奥にある「前庭機能」。

小脳は、運動の調整やバランス、目の動きをコントロールする脳の一部です。
前庭機能は、頭の向き・動き・傾きなどを感知するセンサーの役割があります。
小脳と前庭機能は協力することで、安定した姿勢を保ち、周りの状況に合わせて上手に動く事ができます。

小脳は、脳の他の部分や身体からの情報を受け取り、身体の動きを細かく調整しています。
具体的には、
・バランス感覚
・目の動きを調整
・体幹や手足の正確な動きをコントロール
・複雑な動きの計画
・新しい動きを覚える
等に役立っています。

小脳は、運動だけでなく、言葉を話す、集中力、問題解決等の「考える力」にも深い関わりがある事が最近わかってきました。
これは、小脳が脳全体の「考えるネットワークの一部」として機能していることを示しています。

例えば、複雑なスポーツ（動き）を学ぶときは集中力や問題解決能力も同時に必要になります。
このことからも、小脳がその両方を調整しているのがわかります。

小脳は、スムーズに動いたり新しい動きを覚えるために、「内部モデル」という仕組みがあります。
小脳の内部モデルには、主に「順モデル」と「逆モデル」の2種類があります

小脳の順モデルとは動きの予測機能です。

まず、脳から筋肉に「こう動かせ」という指令が出ます。
その時、「指令を実行したら、どんな感覚（例えば、腕がどこまで動くか、何が見えるか）が返ってくるだろう」と、動きの結果を予測する脳の中のシミュレーションのようなものです。

例えば、コップを取ろうと腕を伸ばすとき、実際に腕が動く前に「これくらいの速さで、この位置まで動くだろう」と予測しているのです。
順モデルの予測のおかげで、素早く滑らかに動くことが出来ます。

逆モデルは結果から動きを逆算する仕組みです。

順モデルとは逆に、「こんな動きをしたい」という望ましい結果から、
「そのためには、筋肉にどんな指令を出せばいいだろう」
と、必要な運動指令を逆算していきます。

例えば、「コップを掴む」という目標を達成するために、腕や指の筋肉にどのような強さで、どのタイミングで力を入れればいいかを計算する。といった具合です。

順モデル・逆モデルは、特に運動学習で重要な役割を果たします。

新しいスポーツを学ぶときや、自転車に乗る練習をするときを想像してみてください。
最初はぎこちない動きで、何度も失敗を繰り返します。
その失敗の「誤差」を修正していくことで徐々にスムーズに動けるようになります。

まず、脳が順モデルを使って予測した結果と、実際に得られた感覚とのズレ（誤差）を比較します。
誤差を減らすように逆モデルを調整し、運動指令を修正する過程を繰り返して上手くなっていきます。

このように、小脳は予測と修正を繰り返して新しいスキルを効率的に習得する手助けをしているのです。
幼い頃に多様な運動経験をすることは、順モデル・逆モデルを鍛え様々な運動に応用できる能力を高める事にも繋がります。

前庭系は、体のバランスを保つために欠かせないセンサーシステム。
このシステムは、内耳にある前庭迷路が中心になっています。

前庭迷路は、頭の「回転運動」を感知する三半規管と、頭の「まっすぐな動き」や「重力に対する傾き（頭の向き）」を感知する耳石器から構成されます。

三半規管は、管の中の液体（リンパ液）の動きで回転を感知します。
耳石器は、小さな石（耳石）の動きで傾きや直線的な動きを感知します 。

三半規管・耳石器で感知された頭の動き・向きの情報は、前庭神経を通って脳幹にある前庭神経核に送られます。
前庭神経核は、集まってきた情報を集約してバランスを保つための指令を考えます。
考えた指令を、目を動かす神経・首・体幹・手足の筋肉をコントロールする脊髄へと送ります。

前庭系は、単にバランスを感知するだけではありません。
身体の深い部分の感覚（筋肉や関節の動き）や、目からの情報といった他の大切な感覚システムと情報を「つなぎ合わせる（統合）」役割があります。
情報統合は身体が空間の中でどこにいて、どう動いているかという、総合的な感覚（空間認識）を作る上でとても基本的な役割を担っています

前庭を理解しにくいのが、「前庭〜」が多くて区別がつかずややこしい。
そこで、「前庭〜」の意味をまとめてみました。

最も大きな枠組みが前庭迷路です。
前庭迷路の中に具体的なセンサーである前庭器官（半規管と耳石器）があります。

前庭器官で得られた情報は前庭神経を介して脳に送られ、前庭神経核で処理・統合されます。
神経核とは神経細胞の集まりで神経回路の分岐点や中継点として働きます。

そして、前庭神経核を含む脳がこれらの情報を受け取り、全身を調整する一連の働きが前庭機能です。

「前庭」という言葉は、文脈によってこのシステム全体を指したり、耳石器を含む特定の部位を指したりする、少し柔軟な使われ方をする言葉です。

小脳と前庭機能の連携は、脳幹にある「前庭神経核」を通じた、複雑な神経のつながりによって実現されています。

代表例は前庭動眼反射（VOR）です。
前庭動眼反射（VOR）の役割は頭が動いたときに目が頭と逆方向に動くことで視線を安定させます。
前庭動眼反射のおかげで、歩きスマホでも画面の文字がブレずに読む事ができます。

前庭器官が頭の動きを感知し、その情報が前庭神経を通じて前庭神経核へ伝わります。
前庭神経核は、
・目を動かす筋肉を支配する神経群へ直接指令を送る「直接経路」
・小脳を経由して前庭神経核を動かす「間接経路」
を持っています。

小脳は、この前庭動眼反射（VOR）の効率を最適化する「運動学習」を行います。
例えば、新しいメガネに慣れるのも小脳が「ズレ」を学習し前庭動眼反射（VOR）を自動調整するからです。

身体がバランスを保つには、
・目からの情報（視覚）
・耳の奥からの情報（前庭覚）
・身体からの情報（触覚や筋肉・関節の感覚）
の主要な３つの感覚システムからの情報が欠かせません。

小脳は、これらの異なる感覚情報を統合（たくさんの感覚をまとめる）する中心的な役割を担っています。
前庭系が頭の向きや動きを感知し、その情報を前庭神経核に送ると脳幹と小脳が協力してこの情報を分析します。

脳幹は基本的な反射的な姿勢のコントロールを素早く処理します。
小脳はこれらの反応を細かく調整し、より正確な動作や、これから起こる動きに合わせて姿勢を安定させます。

例えば、でこぼこの道や傾いた場所に立つ際、目を閉じた状態でも身体をまっすぐに保とうとします。
これは、前庭系と小脳が連携して感覚情報の重要度を調整し適切な姿勢の反応を作り出しているためです。

前庭神経核は直接的に姿勢のコントロールに関わる神経の通り道（前庭脊髄路）を介して脊髄に指令を送ります（直接経路）。
一方で、小脳がこの前庭神経核と密接に連携しその活動を調整することで、姿勢のコントロールに「間接的だが決定的な影響」を与えています（関節経路）。

小脳と前庭機能の密接な連携は、私たちの日常生活のあらゆる場面で、無意識のうちに発揮されています。

立ち上がったり、歩いたり、走ったりする際、小脳は前庭器官からの情報を処理し、身体のバランスを保つための筋肉の動きを絶えず調整しています。

例えば、でこぼこ道や傾斜のある場所を歩くとき、小脳は
・目からの視覚情報
・足の裏からの感覚情報
・耳の奥からの前庭情報
を統合し、身体がバランスを崩さないように瞬時に姿勢を修正する指令を出します。

これにより、私たちは転ぶことなく、様々な場所を移動することができます。

小脳は前庭動眼反射（VOR）を調整することで、移動中でも目からの情報を安定させる重要な役割を担っています。
歩きながらスマートフォンを見ても、画面の文字がブレずに読めるのは、前庭動眼反射（VOR）の働きによるものです。

頭が揺れても目がその動きと逆方向に正確に動くことで、網膜に映る像が安定しはっきりとした視界が保たれます。
前庭動眼反射（VOR）は、日常生活における目からの情報の安定が小脳と前庭機能の連携によって支えられている典型的な例です。

小脳と前庭機能の連携は、新しいバランスの条件への適応や、新しい運動スキルを学ぶことにも欠かせません。

例えば、初めて自転車に乗る練習をする際、最初は何度もバランスを崩します。
この時、小脳は前庭系からのフィードバックと目からの情報を統合し、身体の反応を細かく調整していきます。
そうして、次第にバランスの取り方を学習していきます。
また、乗り物酔いからの回復や、新しいスポーツを習得する際にも、この連携が重要な役割を果たします。

新しいメガネをかけたときに一時的に視界が歪む現象も、小脳が前庭動眼反射を新しい目からの情報に合わせて自動的に調整・学習している過程で生じます。

小脳と前庭機能の連携がうまくいかないと下記の動作もスムーズに行えません。

細かい動き（微細運動）
・箸やスプーンを使う
・文字を書く
・服のボタンを留める
・靴紐を結ぶ
・ひげ剃り
・化粧をする
・パソコンのタイピング等

大きな動き（粗大運動）
・階段の昇り降り
・ボール遊び
・ジャンプ
・ダンスや体操の動きを覚える
・他の人と協力して動く（二人三脚など）

姿勢の維持
・長時間座るときの姿勢を保つ
・立ちっぱなしでの安定性

小脳と前庭機能の密接な連携が上手くいかないと、日常生活に深刻な影響を及ぼす様々な症状が現れます。

運動の微調整や連携が損なわれ、小脳失調と呼ばれる症状が現れます。

運動失調
筋肉同士が協力して動けなくなり、ふらつきが生じます。
体幹が揺れたり、手足が目標に正確に届かなくなったりします。

酩酊様歩行（めいていようほこう）
まっすぐ歩けず、よろめきながら歩く、まるで酔っぱらっているような不安定な歩き方になります 。

構音障害
ろれつが回らない、話し方が途切れ途切れになるなど、話すことに困難が生じます 。  

前庭系に問題が起こると、頭の向きや動きに関する情報が正確に伝わらなくなり、バランス感覚に異常が生じます。

めまい
突然、強い回転性のめまいや、体が揺れるようなふらつき感が生じます。
ひどい時には吐き気や嘔吐を伴うことが多く、じっとしていてもなかなか治まらず、動くとさらに悪化する傾向があります。

眼振
前庭機能障害でも目が揺れ動く現象が見られます。

高槻市の「ぎの整体院」では、小脳と前庭機能の連携トレーニングも行っています。

一般的な腰痛等でも、小脳と前庭機能の連携が問題の場合も多いです。
どのトレーニングが効果が出るかを一緒に探しながら症状改善を目指しています。

一般的なマッサージ・ストレッチ・整体等の効果が無ければご相談ください。