「身体を測る」カテゴリーアーカイブ

身体を測る 11-脳の非侵襲的測定

脳の内部を客観的に測る装置として、fMRI、NIRSなどいくつもの測定器が普及しています。医学的な用途に限定されず、マーケティング、心理学、社会科学などさまざまな分野に応用されつつあります。ただし新たな“迷信”には騙されないよう。

脳測定
〔主な脳の内部測定機比較〕

■次々に研究される脳の内部
脳の内部を測定し画像などに投影する検査手法(脳イメージング技術)が、ここのところ注目を浴びています。脳を外科的に切り開くのではなく、電磁波や近赤外線などで非侵襲に測定できる技術で、行動と脳番地などとの関連を調べることができます。

これらは、例えばある種の心理学テストとか、アセスメント、アンケートやヒアリングを介した広告効果の測定といった方法に比べ、明らかに客観的な測定です。なにせ人間は、アンケートなどの答では意識的、無意識的にたくさんのウソをつきます。科学的定量的に測定しているつもりであっても、言葉を介した測定では本当の本音が埋もれてしまいかねないものです。それに比べると、脳の物理的な変化を直接汲み取った結果は、測定という意味においては確かに客観的です。

冒頭の表は次の6種類の装置(手法)を比較したものです。
・fMRI(機能的磁気共鳴画像法 :functional Magnetic Resonance Imaging)
・NIRS(近赤外線分光法 :Near InfraRed Spectroscopy;光トポグラフィー)
・PET(陽電子放射断層撮影法 :Positron Emission Tomography)
・X線CT(X線コンピューター断層撮影装置 :X-ray Computed Tomography)
・MEG(脳磁図 :Magnetoencephalography)
・脳波(EEG :Electroencephalogram)

それぞれ長所短所あります。fMRI、PET、X線CT、MEGの場合は、大きな測定装置の中に頭や身体を入れてじっとしていることが求められます。PETとX線CTは放射線による被曝が多少なりともあるという意味で、完全な非侵襲とはいえません。NIRSや脳波は、細かいイメージ解析というより、頭に10~30個つけたプローブ(センサー)単位での測定です。

MEGは装置が大げさな割に空間分解能が低く、医療的目的で使われることが多いようです。医療的な目的でない場合、被爆があるPETとX線CTは選ばれません。残るfMRI、NIRS、脳波計について、概ね次のように使い分けられているようです。

(a)少し大げさになってもよいから、何かの作業に対して脳のどの部位が反応したかといった細かい関係を分析したい → fMRI
(b)人間の行動を前提とする場面(例えば広告やコンテンツに対する反応を見ながら、リアルタイムでその反応を調べるといった場面)を想定 → NIRSまたは脳波測定

■気をつけたい「脳科学の迷信」
先にも触れように、脳内の物理的測定は「測定という意味において客観的」でしょう。でも、脳内物質の単なる数量化が直接意味のある何かを示しているとは限りません。条件次第で「アセスメント」になりえますが、「イバリュエーション」ではありません。測定結果を意味のある解釈につなげたり、現実の評価の根拠としたり、人の能力育成に反映させたりするには、事例ごとに注意深く準備し判断する必要があるはずです。

世間では「脳科学」というキーワードが花盛りです。上のような研究が進んできたことを受けて、専門家だけでなく一般の人も脳についての関心を高めているわけです。しかし一方で、一般受けする話は少し間違うと似非科学に陥りかねません。神経神話(neuromyths:ニューロミス)、ようするに現代の“迷信”がこれから山のように生み出され、それを信じてブームらしき傾向もでてくるでしょう。テレビのドラマやバラエティで採り上げられているいわゆる“脳科学”はこの種の神経神話ばかり、という批判も少なくありません。

似非科学とまではいわなくても、次のようなことは避けたいものです。
・測定結果から短絡的に結果を導いたレッテル貼り(性格や行動傾向の決めつけ)
・脳トレの他人への強要

くれぐれもご注意を。

▽参考図書:
「脳科学と心の進化」(心理学入門コース7)
【渡辺茂、小嶋祥三(著)、岩波書店、2007年】

「神経科学 ― 脳の探求」
【ベアー、コノーズ、パラディーソ(著)、加藤宏司、後藤薫、藤井聡、山崎良彦(監訳)、西村書店、2007年】

身体を測る 10-「最新・疲労の科学(医学のあゆみ)」

“疲労を科学的に測る”手法が、結構身近になりつつあります。テレビの科学番組などでも採り上げられることが増えました。研究論文がまとめられ、専門医学誌に特集として「疲労の科学」が掲載された号をご紹介します。

「最新・疲労の科学」
【「最新・疲労の科学」医学のあゆみ第228巻・第6号、2009年2月7日、医歯薬出版刊】

■疲労のメカニズムから疲労回復のためのサプリまで
先日、大阪市立大学21世紀COEプログラム「疲労克服研究教育拠点の形成」主催(大阪産業創造館 共催)の「疲労を斬る!! ~疲れない、疲れを取るための商品・サービスづくりを目指す~」という公開シンポジウムを聴きに行き、その時に購入した本です。副題は「日本発:抗疲労・抗過労への提言」。同シンポジウムの発表内容などが満載された論文集です。

まず「疲労とは何か」という漠然とした問いかけに対し、現時点での科学的な考え方といくつかの仮説が提示されます。次にいくつかの代表的な疲労計測方法について、その手法と研究結果が示されています。さらに、疲労と疾患との関係や、診断・治療の指針または可能性に関する論文数本。最後に、疲れを取るためのサプリメント(トクホ商品)開発などの取り組みが、きちんとした研究データをもとに語られています。

医学関連の専門研究者だけでなく、健康ビジネスやスポーツに携わる方々などにとっても、「疲労の科学」の最新情報、基礎的データを得られるという意味で、役立つ情報源だと思われます。

〔目次(概略)〕
・疲労の科学とメカニズム
疲労のメカニズム/中枢性疲労の動物モデルと睡眠誘導メカニズム/ヒト脳疲労…
・疲労の計測
質問票法による疲労の評価/疲労の生理学的計測/疲労のバイオマーカー…
・疲労の臨床
慢性疲労症候群の診断の実際/ストレス関連疾患/疲労と精神医学…
・抗疲労・抗過労食薬環境空間開発
抗疲労食品開発プロジェクト/産業疲労特定検診…
・付録 抗疲労臨床評価ガイドライン

■自律神経の測定、アミラーゼの測定
最近のNHKテレビ「サイエンスZERO」でも、例えば疲労を測る手段として次の2つが紹介されていました。もちろんこれらの説明についても、本誌に示されています。

a.自律神経の計測
b.唾液のアミラーゼ量の計測

aは本サイトの「身体を測る 08-心拍はゆらぐ」および「身体を測る 05-健康状態がわかる睡眠シート」で、bは「身体を測る 09-ストレスの強さを測る」で、それぞれ睡眠品質の測定とストレス測定というテーマの中で紹介したやり方にほかなりません。

シンポジウムの情報やテレビでの取り上げられ方をみていくと、疲労測定が意外に早く実用化し、かなり我々の生活に近づいていることを感じます。体脂肪測定が今はごくあたりまえに家庭の体重計でできるようになったことと同様、上記2種類(a、b)の疲労測定法も、もしかしたら個人が家庭でも簡単に利用する時代になっていくのかもしれません。

■小型の脈波計測システム
シンポジウムの会場ではいくつかのデモンストレーションが行われ、私も自律神経の計測器を用いた疲労測定(上記a)を受けることができました(サービスの提供元:産業疲労特定検診センター、システムの販売元:ユメディカ)。片手の指を計測器にはさみ脈波を測り、拍のゆらぎ(LFとHF成分:「身体を測る 08-心拍はゆらぐ」参照))を分析する装置を用いた診断です。計測器は小型で扱いやすいもののようなので、もしこれが量産されていけば、安価に手に入る健康測定器(単独またはPC接続用)として広まることも考えられます。

ちなみに、当日の私は朝から動いてかなり疲れていたうえに、シンポジウムの客席では数時間聴講。シンポジウムは結構盛況だったようなので混んでいて、座っているだけで疲れが倍加し、夕方には気持ち的に疲労困憊状態でした。その状態で疲労計測したため、交感神経の発揮度(緊張のしやすさ)を表す指数LF/HFが相当に悲惨な数字としてでてしまいました。

…普通状態では1.5~2.5位、基準値として5.0以下のところ、私は「13.32」

いやはや、何よりおとなしく長時間狭い椅子に座っているのが私にはかなり苦痛だったもので…、見事にその状態が数字として計測されてしまったようです(笑)。

「ストレス測定法」

ストレス測定に関して本格的に学びたい人向けの専門書をご紹介します。前回の記事「身体を測る 09-ストレスの強さを測る」つながりです。

ストレス測定法・表紙
「ストレス測定法 ― 心身の健康と心理社会的ストレス」
【Sheldon Cohen、Ronald C. Kessler、Lynn Underwood Gordon(編著)、小杉正太郎(監訳)、1999年、川島書店】

■深く研究したい人向けの入門書
原題は”Measuring – Stress A guide for Health and Social Scientists”(1995年刊)。

〔目次〕
第1部 ストレスの概念化・ストレスと疾患との関係
第1章 疾患研究におけるストレス測定方略
第2部 環境的視点
第2章 チェックリスト法を用いたストレスフル・ライフイベントの測定
第3章 インタビューによるストレスフル・ライフイベントの測定
第4章 日常的なイベントの測定
第5章 慢性ストレッサーの測定
第3部 心理学的視点
第6章 ストレスアプレイザルの測定
第7章 感情反応の測定
第4部 生物学的視点
第8章 ストレスホルモンの測定
第9章 心臓血管系の反応の測定
第10章 免疫応答の測定
付録1 本書で言及されている尺度
付録2 わが国で開発、翻訳、発表されている尺度

目次をみるだけでも「読みこなすには気合がいりそう」と思いますが、まあ専門書(しかも翻訳物)ですので仕方がありません。

■測定の理論的背景
本書では、ストレスを測るための理論的な大枠として次のようなモデルが示されています(第1章 図1.1 を思いっきり簡略化したもの)。

(1) 外部・環境から刺激が加わる

(2) 刺激をどの程度敏感に受け取り、受け流すか

(3) 身体や心に隠し切れない影響が現れる

このそれぞれの段階で、ストレス測定が考えられるということになります。

■環境面、心理面、身体面からの視点
(1)ストレスをもたらす要因ごとに影響力を測定
外部・環境から刺激が加わると考え、それぞれの影響度を測定します。例えば、次のような事柄について一般的にどのくらい強いストレスをもたらすかを尺度化しておくわけです。

・人生のイベント:「引っ越し」「昇進・降格」「勤める会社の倒産」「定年退職」「離婚」「配偶者の死」…
・日常的な事象:「仕事で叱責を受けた(褒められた)」「運動した(しなかった)」「天気が悪い(良い)」…
・慢性的なストレス要因:「常に締め切りに追われている」「仕事に飽きてしまった」「同僚とそりが合わない」…

(2)対象者ごとに、ストレスから受ける強さを評価する
同じストレス要因(刺激)であっても、人によってその受け止め方の度合(自覚的または無自覚的な評価…「アプレイザル」と呼んでいる)は大きく異なり、それによって生じるストレスの強さに大きな差が出てくるとしています。そこで、各人にとってのアプレイザルを測定しようということです。

アプレイザルの測定は、例えば「次に挙げる事柄を-3点(非常に強い否定的なインパクトがある)~0点(特にインパクトなし)~+3点(非常に強い肯定的なインパクトがある)の間でチェックしてください」とかいう質問を対象者に投げかけて、その答から行うことになります。

その結果、もともとのストレス要因が持つストレスレベル((1)で測定した値)と、その人が受けるストレス(アプレイザルの値)を足したものが総合ストレスレベルになる、といった説明がされています。

(3)身体や行動への反応、疾患の様子など、現象からストレスの強さを測定する
これが、前回の記事で触れた「唾液からストレスレベルを客観的に測る」とか「自律神経系のデータからストレスレベルを判定する」といった方法です。ストレスマーカーとなる物質(主としてホルモン)は多数あるものの、測定値の解釈にはかなり注意が必要であることなどが説明されています。

■実用サービスの可能性
この本の原著が出たのがすでに10年以上前。その後実証的な研究が盛んに進められている(らしい)ことから、もしかしたら近い将来には、物理的なストレス測定手段が今よりずっと多数開発されているかもしれません。それを期待させるような、研究領域の豊かさを感じることができます。

個人的に面白かったのは、第7章で「感情の測定」「気分の測定」なんてものにも言及しているところでしょうか。感情を計量的にとらえることの難しさや限界などもふまえたうえで、その可能性や考え方の枠を示しています。面白いテーマですが、さすがに専門的すぎて、私には本当のところよくわかりませんが…。

素人考えですが、現代のコンピュータを利用したパターンマッチングの技術の発展とあいまって、意外に高度な仕組みが実現できていくのかもしれません。いかがわしいビジネスとしてではなく、かといって過剰に大げさ(高価すぎたり、専門家でしか扱えなかったり)でもない機器やサービスが、これからビジネスとして成り立つ余地があるように思われます。

身体を測る 09-ストレスの強さを測る

人の「ストレス」は、物理的な方法と心理テスト的な方法という異なる側面から測ることができ、それぞれ長所短所があります。

ストレス
〔ストレスの種類と測り方〕

■精神状態を物理的に測る
多くの場合、「人の身体的な特性」や「身体的能力」は物理的に測るのが適当である一方、「精神的な特性」は心理テスト(質問法)のように少し主観的要素の入った測定にならざるを得ないのが普通です。たとえば体脂肪率は、本人にたんに質問したところであまり正確な答えは期待できませんが、体重と身体の電気抵抗を物理的に測定することで割り出すことができます(BIA法の場合)。逆に計算能力とかは、物理的に身体のどこかを測ったところでたぶんあまり意味がありませんが、計算テストをすればかなり正確にその能力を測定できます。

人の感情や精神的状態についてはどうかとなると、基本的には心理テストによる測定のほうが向いていると思われますが、同時に、感情などが身体に及ぼす影響をうまく見極めることで測定できることがあります。昔からある「ウソ発見器」などまさにその部類でしょう。コンピュータによるパターン認識技術が発展した現代では、人の発する声から自動的にその人の感情を判断するシステムなども実用化しています。

ただ、ウソ発見器はモノによっては信頼性が低いとか、かりに信頼性が期待できるものであっても被験者がウソ発見器を騙す術を身につけていることがあるとか、問題が残ります。また、感情判断などでは、研究レベルでかなり高い技術があっても手に入れるのが高価だったり、測定条件が限定されていて実用上の制限があったりと、手軽に利用できるまで至っているものは少ないでしょう。

そんななかで少し面白い位置づけにある(実用化まで進んでいる)と思われるのが「ストレス」の測定です。ストレスの強さを身体の物理的状態から割り出す技術が結構進んできています。

■唾液からストレスの強さがわかる
たとえば「COCORO METER」(ニプロ)は、大学の研究室と共同で開発したストレス測定器です。製品化、それも普及型まで至ったものとして一部で注目されているようです。舌の裏にアイスクリームの棒のような薄い測定用チップをあてて唾液を採取し、そこから唾液アミラーゼを計測。アミラーゼの量からストレスの強さを測定します。2万円強で本体を手に入れることができる手軽な機械なので、ストレスの簡易判定に向いているようです。

参考:生体測定 製品・サービス一覧

唾液からストレスの強さを測定する方法は、アミラーゼがストレスの強さと強い相関関係があることが科学的に確かめられていることから可能になっているわけです。こうしたストレスの証拠となる物質(ストレス・マーカーと呼ばれる)としては、唾液から検出されるアミラーゼのほか、コルチゾール(唾液や尿、血漿から検出)、アドレナリン(血漿から検出)など何種類かあります。

自律神経(交感神経、副交感神経)の強さを体組成計と同様の方法で測定し、そこからストレス状態を判断する手法を応用した装置もいくつか実用化されています。「身体を測る 08-心拍はゆらぐ」でも触れましたが、心拍変動からストレス測定につなげることも可能です。
(念のため…。世の中にたくさんあるストレス測定器と称するものには、少しいかがわしいというか、どこまで信頼できるものか疑わしいものもあるようなのでご注意を)。

■身体測定と心理測定の両面から判断
ストレスの測定は、職場などで行う心理テストでも、古くから1要素としてとりいれられています。たとえば質問紙に次のような項目が数多く並べられていて、それにYes/Noで答えたりします。

・あなたは仕事をしているとき、時間内に処理しきれないほどの負担をよく感じますか?
・あなたは最近、仕事で気が張り詰めていることがしばしばありますか?
・あなたは自分のペースで仕事のやり方を決めることができていますか?

これらの回答の結果からストレスの度合いを判断できるとされています。性格判断のための心理テストと組み合わせて、職場内の適切な人員配置などに生かしている実例は多数あります。

まあ、たとえば上に挙げた心理テストの類については、毎日必死に働いているビジネスパーソンの場合「Yes」ばかりついてしまうのが当たり前だったりもします(上の例で言えば3つ目は「No」)。心理テストによるストレス測定は、その職場環境とか、被験者の年齢やプロフィルとかも考慮に入れなければなりません。

そして心理テスト、質問紙を通じた測定法の場合、主観的な要素が必ず入ってくることは避けられません。客観性という意味では
1. ストレス・マーカーによる測定
2. 心拍、自律神経系の測定からの類推
3. 心理テスト
の順に落ちていくといえます。

また、時間的に変化するストレスの強さを随時測定できるという意味では、
1. 心拍、自律神経系の測定からの類推
2. ストレス・マーカーによる測定
3. 心理テスト
の順に有効だといえそうです。

ストレスそのものがおそらく1次元で測定できるものではなく、心理的ストレス、身体的ストレス、その他(職場環境、対人関係など)から多面的に分析されなければならないものだと思われます。多面的な分析につながるという意味では、たぶん
1. 心理テスト
が優れているといえそうです。もしくはそれに代わる判断ステップが必要となるでしょう。

■心理測定につながる可能性と問題点
少なくとも1種類の物理的測定は純粋な測定でしかなく、評価(イバリュエーション)はおろか、アセスメントとしても不十分なのかもしれません。見方を変えると、心理面と物理面という異なる側面からの測定が実用化していることで、それだけ多面的なストレス・アセスメントができうるといえるのでしょう。

なお、個人がストレスを測定したいというとき、それ自体が時には非常に主観的な意図 ―― たとえば「自分が苦しく思っていることをたんに誰かに認めてもらいたい」ためにストレス測定したいと考えること ―― もあることでしょう。そんな人にとっては、ある意味で高い客観性と信頼性は求められません。この場合「自分の思ったような結果が出てくれる、なんらかの納得できるストレスの存在証明」があればよいわけで、正しい測定値が出るかどうかは二の次の話かもしれません。

ストレスに限らず、性格、行動力、コンピテンシー測定など、人の心と関わり始めたときに同様の問題が必ずでてきます。このあたりが、心理測定に関連した、大変に難しい問題点といえます。

▽追加記事:
「ストレス測定法」

「人間特性データベース」

サイト紹介:製品評価技術基盤機構が公開している、身体寸法や体力などの測定結果データベース。無料で利用できます。

http://www.tech.nite.go.jp/human/
nite人間特性データベース画面例

「標準的な人間の身体特性」をWeb上で検索することができます。快適な生活を送るための製品作りや生活空間作りなどに役立てることが主目的とされています。当ブログでは「身体を測る」をテーマの一つにしていますが、実際に存在する人の具体的な測定結果を簡単に確認するのに便利なサイトでしょう。

データベースの各項目を選ぶことで、平均値や標準偏差などの統計値を簡単に確認できます。元データをダウンロードすることも可能です。

データベースに掲載されている項目は、次の通りです。

・人の身体寸法(身長、体重、体脂肪率、身体の各部位の長さなど)
・体力測定(肺活量、血圧、握力、視力、聴力など)
・最大発揮力(手、肩、肘、足、腹など曲げたり伸ばしたりする力)
・手足の関節の動く角度(自力、および外からの力を加えた場合)
・指や手で押したりひねったりする力

やや心配なのは、このデータベースは数年前から公開されているわりに、その後あまり拡充されているようにみえないことでしょうか。測定項目や検索条件は少し充実されたかもしれませんが、全体のデータ件数は約1000件(人)程度であまり増えていないようです。例えば年齢、性別などいくつかの属性で絞り込むと、検索されるデータ数がすぐに2~3件とかになってしまい、統計的な数字は意味を成さなくなります。昨今、公的団体の活動は予算面などでなかなか難しいところがあるのかとも推測しますが、社会的に価値あるデータベースになっていくことを期待したいところです。

▽追加情報
・AIST人体寸法データベース(産業技術総合研究所 デジタルヒューマン研究センター)http://www.dh.aist.go.jp/AIST91DB/
・高齢者対応機器の設計のための高齢者特性の解明に関する調査研究(人間生活工学研究センター)http://www.hql.jp/project/funcdb2000/