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Neuromuscular control of the sprint running

Research Project

Project/Area Number 19K19957
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionThe University of Tokyo (2022)
Waseda University (2019-2021)

Principal Investigator

KAKEHATA Gaku  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員 (80824606)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsスプリント走 / 大腿筋 / 筋活動 / 神経制御 / 100m走 / 大腿直筋 / 大腿二頭筋 / 協調性 / 大腿筋活動 / 主観的努力度 / 筋制御 / 減速 / スプリント / トレーニング / 筋シナジー
Outline of Research at the Start

本研究は、スプリントを「いかに力発揮を最大化させるか(力み)」という捉え方でなく、複数筋を素早く収縮・弛緩(リラックス)させる周期運動という観点から捉える。特にトップスプリンターに共通する両脚を素早く挟み込むような走動作(コーチング現場では“シザース動作”と表現)は、1) 筋の適切な収縮・弛緩のタイミング、2) 左右両脚あるいは両腕も含む四肢の協調性が重要であると考えられる。これらの制御能力を筋電図(EMG)および動作解析、そして「筋シナジー」をもとに解明する。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this project is to clarify the neuromuscular control of the thigh muscle activity in both legs during sprint running. We observed the thigh muscle activities (RF: rectus femoris and BF: biceps femoris) from both legs in three different conditions: 1) Maximal sprinting,2) Sub-maximal running to maximal sprint running, and 3) 100-m dash. We found that the timing of the hip flexor (RF) had associated with step frequency. Moreover, Switch: intra-limb coordination of the RF and BF activity in the ipsilateral leg, and Scissors: inter-limb coordination of the RF in the swing leg and the BF activity in the contralateral leg was also controlled running speed. In conclusion, sprint running should be considered from the coordination of muscle activities not only in one leg (Switch) but also on both legs (Scissors).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、スプリント走における大腿筋の活動に着目し、その活動のタイミングとパフォーマンスの関係について検討した。これまで、大腿筋(股関節)がスプリント走で重要なパワー発揮源として機能することは知られているが、本研究の結果は、適切なタイミングで必要な筋を活動させたり、反対に休ませたりするという視点が高いスプリント走のパフォーマンスを獲得するために重要であることをコーチング・教育現場に示すものである。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] スプリント走における巧みな筋制御2023

    • Author(s)
      欠畑 岳
    • Journal Title

      トレーニング科学

      Volume: 35 Pages: 3-9

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Interlimb and Intralimb Coordination of Rectus Femoris and Biceps Femoris Muscles at Different Running Speeds2022

    • Author(s)
      KAKEHATA GAKU、GOTO YUTA、YOKOYAMA HIKARU、ISO SHIGEO、KANOSUE KAZUYUKI
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: 55 Issue: 5 Pages: 945-956

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000003106

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Timing of Thigh Muscle Activity is a Factor Limiting Performance in the Deceleration Phase of the 100-m Dash2022

    • Author(s)
      Kakehata Gaku、Goto Yuta、Iso Shigeo、Kanosue Kazuyuki
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: Publish Ahead of Print Issue: 6 Pages: 0-0

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000002876

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Timing of Rectus Femoris and Biceps Femoris Muscle Activities in Both Legs at Maximal Running Speed2021

    • Author(s)
      Kakehata Gaku、Goto Yuta、Iso Shigeo、Kanosue Kazuyuki
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: 53 Issue: 3 Pages: 643-652

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000002497

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Why deceleration occur in the 100-m dash? : Timing of thigh muscle activity is a factor limiting performance.2022

    • Author(s)
      KAKEHATA G. GOTO Y. ISO S. KANOSUE K. NAKAZAWA K.
    • Organizer
      27th Annual Congress of the EUROPEAN COLLEGE OF SPORT SCIENCE
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 100m走の減速はなぜ生じるか?-大腿筋活動の制御から探る- 「優秀発表賞」2022

    • Author(s)
      欠畑岳、後藤悠太、礒繁雄、彼末一之
    • Organizer
      日本コーチング学会 第33回学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] スプリントにおけるピッチを規定する両脚の筋制御の特徴2021

    • Author(s)
      欠畑岳、後藤悠太、田村優、礒繁雄、彼末一之
    • Organizer
      第31回日本スプリント学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] スプリント時における両脚の筋活動のタイミングに関する研究2019

    • Author(s)
      欠畑岳、後藤悠太、塚本弘樹、礒繁雄、彼末一之
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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