筋電図（Electromyography：EMG）とは、筋肉が縮むときに生じるわずかな電気（活動電位）を記録する方法、またはその記録のことです。心理学では、表情筋・驚いたときのまばたき・筋緊張から心の動きをとらえる生理指標として使われます。
簡単な説明
ほめられて、顔に出さないようにしたのに「うれしそうだね」と言われたことはありませんか。うれしいとき、ほおの「笑う筋肉」は目に見えないほどわずかに動いていることがあります。筋肉は動くときに必ず小さな電気を出すので、皮膚にシールのような電極を貼れば、その電気をとらえられます。これが筋電図です。
筋電図は心電図（心臓）や脳波（脳）の「筋肉版」で、こころの動きが体に表れるサインを、本人の言葉に頼らずに測る道具の一つです。
由来
| 年 | 人物 | できごと |
|---|---|---|
| 1791年 | Luigi Galvani | カエルの筋肉の実験から「動物電気」を提唱 |
| 1840年代 | Emil du Bois-Reymond | 筋の活動電流を検出し、人の腕に力を入れると電流計の針が振れることを示す |
| 1925年 | Edward G. T. Liddell・Charles S. Sherrington | 「運動単位（motor unit）」の概念を提示 |
| 1929年 | Edgar D. Adrian・Detlev W. Bronk | 同心針電極で1つの運動単位の放電を記録。力は動員と発火頻度で調節されることを示す |
| 1980年代 | Ulf Dimberg、John T. Cacioppoら | 顔面筋電図で快・不快の反応を区別できることを示す |
具体的な説明
筋電図が記録しているもの：運動単位
運動ニューロン1個と、それが支配する筋線維のまとまりを運動単位といいます。運動ニューロンの末端からアセチルコリンが放出されると筋線維に活動電位が生じ、筋が収縮します。力を強めるときは、参加する運動単位を増やす動員と、発火頻度の上昇の両方が使われます。動員は小さい運動ニューロンから大きいものへと進むのが基本で、Henneman（1957）のサイズの原理として知られます。
心電図や皮膚電気活動が主に自律神経系の反映であるのに対し、筋電図は体性神経系（運動神経）が支配する骨格筋の活動を見る点が違います。
表面筋電図と針筋電図
| 比較項目 | 表面筋電図 | 針筋電図 |
|---|---|---|
| 電極 | 皮膚に貼る | 筋に針を刺す |
| とらえるもの | 多数の運動単位の活動の合計 | 1つ1つの運動単位の電位 |
| 主な用途 | 心理学研究、スポーツ、バイオフィードバック | 神経・筋疾患の医学的診断 |
| 特徴 | 痛みがない（非侵襲的）。周りの筋の電気も混じりやすい | 侵襲的だが、細かく正確 |
顔面筋電図：快と不快を見分ける
眉間にしわを寄せる皺眉筋（corrugator supercilii）は不快なときに、口角を引き上げる大頬骨筋（zygomatic major）は快いときに活動が高まります。Dimberg（1982）は、喜び顔の写真で大頬骨筋の部位、怒り顔の写真で皺眉筋の部位の活動が増えることを報告しました。一方、心拍はどちらでも減速し、皮膚コンダクタンス反応も同程度で、快・不快を分けたのは顔面筋電図でした。顔の筋肉の動きが感情体験に影響するという表情フィードバック仮説の研究でも、顔面筋電図が使われています。
驚愕性瞬目：眼輪筋の筋電図
突然の大きな音を聞くと、思わず目をつぶります。この驚愕反射のまばたきは、目のまわりの眼輪筋の筋電図で測ります。Lang, Bradley, & Cuthbert（1990）は、感情を欲求系と防御系の2つに分け、そのときの感情と向きが合う反射は強まり、合わない反射は弱まると理論化しました。防御的な反射である驚愕反射は、不快・恐怖の状態で大きく、快の状態で小さくなります。測定法の指針はBlumenthal et al.（2005）にまとめられています。
睡眠ポリグラフとバイオフィードバック
睡眠段階は、脳波・眼電図・おとがい筋（あご）の筋電図を同時に記録する睡眠ポリグラフで判定します。レム睡眠では急速眼球運動が見られ、筋緊張が下がっておとがい筋の筋電図は低くなります。この低下が起こらず、夢に合わせて体が動くのがレム睡眠行動障害です。
筋電図を音や画面で本人に示し、筋の緊張を自分で下げる練習をするのが筋電図バイオフィードバックです。Budzynskiらは額の前頭筋での訓練を緊張型頭痛に応用し、1973年の研究では、にせのフィードバック群・無処置群と違い訓練群で頭痛が有意に減りました（Budzynski, Stoyva, & Adler, 1970; Budzynski et al., 1973）。
試験で問われやすい「筋」と「意味」の対応
| 筋 | 場所 | 主に何の指標か |
|---|---|---|
| 皺眉筋 | 眉間 | 不快な感情 |
| 大頬骨筋 | ほお | 快い感情 |
| 眼輪筋 | 目のまわり | 驚愕性瞬目（感情による調節） |
| おとがい筋 | あご | 睡眠段階の判定（レム睡眠で低下） |
| 前頭筋 | 額 | 筋電図バイオフィードバック（緊張型頭痛） |
実験や観察の方法と結論
研究1：顔に出ない感情をとらえる（Cacioppo et al., 1986）
方法：予備実験（16人）ではスライドと音、本実験（28人）ではスライドで、軽度〜中程度に快または不快な刺激を短時間示し、皺眉筋・眼輪筋・大頬骨筋の部位の筋電図を記録し、顔をビデオで撮影しました。
結論：筋電図は刺激の快・不快（感情価）と強さの両方を区別しました。一方、ビデオでは表情の変化は見えず、予備実験の判定者は刺激の快・不快も強さも見分けられませんでした。筋電図は、見た目には現れないほど微弱で一瞬の感情反応もとらえられることが示されました。
研究2：驚かせて感情を測る（Vrana, Spence, & Lang, 1988）
方法：大学生20人に快・中性・不快の写真36枚を見せ、途中で予告なしにホワイトノイズ（50ミリ秒、95dB）を聞かせて瞬目の大きさを測りました。
結論：瞬目は不快な写真で最も大きく、快い写真で最も小さくなり、この効果は定位反応・覚醒・興味の測度と独立していました。驚愕プローブは感情や不安を測る道具として提案されました。
例文
「不快な写真を見ているあいだ、表情に変化はありませんでしたが、皺眉筋の筋電図では活動が増えていました。」
「睡眠ポリグラフで急速眼球運動とおとがい筋筋電図の低下が同時に見られたので、この区間はレム睡眠と判定されました。」
疑問
Q: 筋電図で、その人の感情を「読み取る」ことはできますか？
A: 快・不快の向きや強さの手がかりにはなりますが、「怒り」「悲しみ」など感情の種類まで1対1で決められるわけではありません。他の指標と組み合わせて解釈します。
Q: 嘘発見器（ポリグラフ検査）でも筋電図を使うのですか？
A: 日本の犯罪捜査のポリグラフ検査（隠匿情報検査）の中心は、呼吸・皮膚電気活動・心拍など主に自律神経系の反応です。「ポリグラフ」は多くの指標を同時に記録する装置の意味で、睡眠ポリグラフでは筋電図も記録します。
Q: レム睡眠中は体がまったく動かないのですか？
A: 姿勢を保つ筋の緊張は大きく下がりますが、眼球は速く動き、呼吸も続きます。ぴくっとした小さな動きが出ることもあります。
理解度を確認する問題
問題1. 喜び顔と怒り顔の写真を見せたDimberg（1982）の実験の結果として、最も適切なものはどれか。
- A. 喜び顔で皺眉筋、怒り顔で大頬骨筋の部位の活動が増えた
- B. 喜び顔で大頬骨筋、怒り顔で皺眉筋の部位の活動が増えた
- C. 皮膚コンダクタンス反応は快・不快で異なったが、顔面筋電図に差はなかった
- D. 心拍は喜び顔で加速し、怒り顔で減速した
正解：B 大頬骨筋は快、皺眉筋は不快に対応します。Aは逆です。Cも逆で、皮膚コンダクタンス反応は同程度で、快・不快を分けたのは顔面筋電図でした。Dはまぎらわしいですが、心拍はどちらでも減速しました。「自律神経系の指標では分かれず、筋電図で分かれた」点が要です。
問題2. 写真を見ている最中に突然の音で驚愕性瞬目を測ったときの結果として、最も適切なものはどれか。
- A. 快い写真を見ているときに瞬目が最も大きくなる
- B. 不快な写真を見ているときに瞬目が最も大きく、快い写真で最も小さくなる
- C. 瞬目の大きさは快・不快に関係なく、覚醒の高さだけで決まる
- D. 瞬目は皺眉筋の筋電図で測るのが一般的である
正解：B Vrana et al.（1988）の結果です。防御的な反射である驚愕反射は不快な状態で強まり、快い状態で弱まります。Aは逆です。Cはまぎらわしいですが、この効果は覚醒・興味の測度とは独立でした。Dは誤りで、記録するのは眼輪筋です。
問題3. 筋電図に関する説明として、最も適切なものはどれか。
- A. 筋電図は、自律神経系が支配する汗腺の活動の指標である
- B. 心理学研究では、筋に針を刺す針筋電図が主に用いられる
- C. レム睡眠では、おとがい筋の筋電図が覚醒時より高くなる
- D. 表面筋電図は非侵襲的で、多数の運動単位の活動の合計をとらえる
正解：D 表面筋電図は痛みがなく、多数の運動単位の活動の合計を記録します。Aは皮膚電気活動の説明で、筋電図は体性神経系が支配する骨格筋の指標です。Bは誤りで、針筋電図は主に医学的診断用です。Cは逆で、レム睡眠では筋緊張が低下します。
関連キーワード
- 運動単位（Motor Unit）
- 体性神経系（Somatic Nervous System）
- 顔面筋電図（Facial EMG）
- 驚愕反射（Startle Reflex）
- 睡眠ポリグラフ（Polysomnography）／レム睡眠（REM Sleep）
- バイオフィードバック（Biofeedback）
- 皮膚電気活動（Electrodermal Activity）
関連論文
まずこの1本
Cacioppo, J. T., Petty, R. E., Losch, M. E., & Kim, H. S.（1986）Electromyographic activity over facial muscle regions can differentiate the valence and intensity of affective reactions. Journal of Personality and Social Psychology, 50(2), 260–268.
生理指標は「全体的な覚醒」しか測れず快・不快は区別できない、という従来の見方に反論した論文です。顔面筋電図が感情の快・不快と強さを区別し、外から見てわからない反応までとらえられることを示しました。試験対策としては、筋の名前と快・不快の対応、顔面筋電図が客観的で連続的な指標になるという結論を押さえましょう。
https://doi.org/10.1037/0022-3514.50.2.260その他の参考文献
Duchateau, J., & Enoka, R. M.（2011）“Human motor unit recordings: Origins and insight into the integrated motor system.” Brain Research, 1409, 42–61.
概要 運動単位の概念（1925年）から、Adrian & Bronkの記録、Hennemanのサイズの原理までをたどった総説です。
解説 筋電図が何を記録しているのかを、運動単位の研究史から理解できます。
https://doi.org/10.1016/j.brainres.2011.06.011ほそめがねのひとこと
緊張すると肩や額に力が入っていると気づいた経験はありますか？そのとき、どうやって力を抜きましたか？
覚え方
①「しわは嫌、ほおは好き」。眉間にしわを寄せる皺眉筋＝不快、ほおの大頬骨筋＝快です。
②「びっくりパチリは眼輪筋、いやな気分で大パチリ」。驚愕性瞬目は眼輪筋で測り、不快なときほど大きくなります。
③「レムは目が動いて、あごが休む」。急速眼球運動＋おとがい筋の筋電図の低下がレム睡眠のしるしです。
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