脳神経内科医が答える からだの不思議 #10
脳が「痛い」と感じる仕組み ― 脳自体は痛みを感じないのに、なぜ頭が痛くなるのか
手術中に患者さんが目を覚ましたまま脳に触れられている映像を見て、「えっ、痛くないの？」と驚かれた方も多いかもしれません。実はこれは事実です。脳の実質（灰白質・白質）には、痛みを感じるセンサーがほとんど存在しません。
なのに、なぜ私たちは頭痛を経験するのでしょうか。そして「脳が痛い」とはどういうことなのか。外来でも患者さんからよく尋ねられるこの疑問を、神経科学の視点からわかりやすくお伝えします。
この記事でわかること
痛みのセンサー「侵害受容器」とは何か
皮膚を針で刺すと痛い。これは皮膚に分布する侵害受容器（nociceptor）が刺激を感知し、その信号が脊髄を経由して脳に届くからです。侵害受容器とは、組織の損傷や強い刺激に反応する特殊な神経終末で、熱・機械的刺激・化学物質（炎症性物質など）に応答します。1
侵害受容器は皮膚・筋肉・関節・内臓・血管壁・髄膜（脳を包む膜）など、身体のほぼあらゆる組織に存在します。ところが、脳の実質組織（ニューロンやグリア細胞が集まる部分）には、この侵害受容器がほとんど分布していないのです。2
痛みを感じるには「侵害受容器（痛みセンサー）」が必要です。脳の実質にはこのセンサーがほとんどなく、外科医がメスで脳組織に直接触れても、患者さんは痛みを訴えません。
なぜ脳実質は痛みを感じないのか
進化的な観点からは、脳が自分自身を傷つける外力（刃物・打撃など）を直接受ける事態は頭蓋骨で守られているためまず起こりません。一方、内部の虚血・出血・腫瘍などの変化は、痛みを感知するより他の神経症状（意識障害・運動麻痺・けいれんなど）として現れる方が生物学的に合理的です。
実際、脳腫瘍が生じても腫瘍自体は痛みを発生させません。頭痛が起こるのは腫瘍が周囲の髄膜・血管・脳神経を圧迫・牽引するためです。3
では頭痛はどこから来るのか ― 本当の痛みの発生源
頭痛の「痛みの発生源」として重要な構造は以下の通りです。これらはすべて侵害受容器を豊富に持ちます。2,3
| 痛みの発生源 | 主な関連頭痛・メカニズム |
|---|---|
| 硬膜（dura mater） | 髄膜炎・くも膜下出血・頭蓋内圧亢進による牽引・炎症。三叉神経（V1）が支配 |
| 頭蓋内動脈 | 片頭痛：三叉神経血管反射で血管周囲に炎症物質（CGRP等）が放出される |
| 頭皮・頭蓋骨外の筋肉・腱膜 | 緊張型頭痛：側頭筋・後頸部筋の過緊張・筋膜の侵害受容器が活性化 |
| 三叉神経・後頭神経 | 三叉神経痛・後頭神経痛：神経そのものへの圧迫や脱髄 |
| 副鼻腔・眼・歯 | 副鼻腔炎・緑内障・歯痛からの放散痛（関連痛） |
特に片頭痛の発症機序として現在最も支持されているのは、三叉神経血管理論です。三叉神経の末端から CGRP（カルシトニン遺伝子関連ペプチド）をはじめとする神経ペプチドが放出され、硬膜血管周囲に無菌性の炎症が生じることで拍動性の強い痛みが発生します。4
「頭が痛い」の実体は、脳を包む膜（硬膜・軟膜）・血管・頭部の筋肉・脳神経が痛みの信号を発しているのです。脳の神経細胞が直接「痛い」と叫んでいるわけではありません。
覚醒下脳手術が成立する理由
脳腫瘍や難治性てんかんの手術では、患者さんを手術中に意識がある状態（覚醒状態）に保ちながら脳に電気刺激を加える「覚醒下脳手術（awake craniotomy）」が行われることがあります。患者さんは執刀医と会話しながら、言葉を話したり手を動かしたりして言語野・運動野の位置を確認します。5
これが可能なのも、脳実質には侵害受容器がないからです。頭皮の切開・頭蓋骨の削開・硬膜の切開には局所麻酔が使われますが、いったん脳実質に達すれば痛みを感じません。患者さんが苦痛なく覚醒を保ちながら手術を受けられる根拠が、まさに「脳は自分自身の痛みを感じない」という事実にあります。
脳が「痛みを処理する」しくみ ― ペインマトリクス
「脳が痛みを感じない」というのは、「脳が痛みと無関係」という意味ではありません。むしろ逆で、身体のあらゆる痛みは最終的に脳で処理・認識されます。
痛みの信号は脊髄・脳幹を経由して脳の複数の領域に届きます。この痛みを処理する脳内ネットワークをペインマトリクス（pain matrix）、あるいはニューロマトリクス（neuromatrix）と呼びます。[6]
- 一次体性感覚野（S1）・二次体性感覚野（S2）：痛みの「場所」「強さ」を識別する
- 前帯状皮質（ACC）：痛みの不快感・情動的側面を処理する
- 島皮質（insula）：内臓感覚・自律神経反応と統合する
- 前頭前野：痛みの予測・認知的評価・抑制に関わる
- 視床：末梢からの痛み信号を大脳皮質へ中継する「中継局」
慢性疼痛では、このネットワーク自体の過活動や感作（sensitization）が生じ、実際の組織損傷がなくても痛みが継続する「中枢性感作」が起こることがあります。片頭痛の慢性化や線維筋痛症の病態にはこのメカニズムが深く関与しています。[6][7]
片頭痛を繰り返すうちに、頭痛がなくても三叉神経系が過敏になる「中枢性感作」が起こりやすくなります。これが慢性片頭痛（月15日以上の頭痛）への移行リスクを高めます。早めの適切な治療が大切です。
こんな頭痛は要注意 ― 二次性頭痛のサイン
頭痛の大部分（約90%）は片頭痛・緊張型頭痛・群発頭痛などの一次性頭痛で命に関わりません。しかし残りの約10%は、脳や全身の病気が原因の二次性頭痛で、見逃すと致命的になることがあります。[8]
- 突然始まる激しい頭痛（「人生最悪の頭痛」「雷鳴頭痛」）― くも膜下出血を疑う
- 発熱・項部硬直・意識障害を伴う ― 髄膜炎・脳炎を疑う
- 神経症状を伴う（片麻痺・言語障害・複視・歩行困難）― 脳卒中・脳腫瘍を疑う
- 50歳以降の初めての頭痛 ― 側頭動脈炎・脳腫瘍を疑う
- 起立で悪化・横になると改善する頭痛（または逆）― 低髄液圧症候群・頭蓋内圧亢進を疑う
- 免疫不全・がん治療中の頭痛 ― 日和見感染・転移を疑う
- 以前と性状が変わった頭痛（場所・強さ・持続時間）
- 市販の鎮痛薬を月10日以上服用している（薬物乱用頭痛のリスク）
- 頭痛のために仕事・学業・家事に支障が出ている
- 吐き気・嘔吐・光過敏・音過敏を伴う頭痛が月4日以上ある
- 頭痛で目が覚める（特に早朝）
まとめ ― 脳神経内科医からのアドバイス
- 脳の実質（灰白質・白質）には侵害受容器がほとんどなく、脳自身は痛みを感じない
- 頭痛の発生源は硬膜・頭蓋内血管・頭部筋肉・脳神経など、脳の「周辺組織」
- 片頭痛は三叉神経血管反射と CGRP などの神経ペプチドが重要な役割を担う
- 覚醒下脳手術が可能なのも、脳実質に痛みセンサーがないから
- 脳は痛みの「発生源」ではなく、痛みを処理・認識する「司令塔」
- 突然の激烈な頭痛・神経症状を伴う頭痛はすぐに救急受診を
「脳は痛みを感じない」――この一見驚きの事実は、頭痛のメカニズムや治療を理解する上でとても重要な出発点です。頭痛で悩まれている方は、「脳の病気だから怖い」と過度に不安になる必要はありませんが、変わった頭痛・いつもと違う頭痛は神経内科・頭痛外来に相談してみてください。
