Redundant strategy in motor learning process for preventing a fall from unstable movement
| Project/Area Number |
21H03343
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
神崎 素樹 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (30313167)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
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| Keywords | 運動制御 / 筋シナジー / 運動適応 / ステップ課題 / 表面筋電図 / 運動学習 / 立位動作 / またぎ動作 / 姿勢制御 / 障害物 / 不安定動作 / 仮想環境下 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、不安定な動作からの転倒回避の学習過程における筋シナジーに着目した。また、ヒトの基本的で特徴的な動作と言える二足立位動作および歩行動作に関する運動学習に焦点を当てた。
本研究の目的は、筋シナジーの観点から（1）立位から歩行動作移行期の転倒回避動作に関する学習過程を検討すること、（2）より不安定な姿勢から歩行動作への移行に関する運動学習の効果を検討すること、（3）立位および歩行動作の不安定な高齢者に関して、不安定な動作からの転倒回避の運動学習の効果を検討する。
これら検討から、立位から歩行動作への移行期の不安定な動作からの転倒回避の学習過程における筋シナジーの構築を明らかにすることである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
立位姿勢から歩行動作への移行期の不安定な動作からの転倒回避に関する運動制御則を明らかにするために、（1）静止立位中に様々な方向に一歩踏み出す動作（ステップ動作）、（2）高さの異なる跨ぎ動作時の下肢筋のシナジーおよびその適応過程を検討した。
（1）被験者は、床反力計上で静止立位維持状態から歩行動作の一歩目を水平面360度に設置した8方向へランダムに行った。（2）被験者は、床反力計上で静止立位維持状態から高さの異なるまたぎ動作を行った。高さは、被験者の外果から大転子までの高さを基準（100%）として、10%、20%、30%の3つとした。運動課題中、下肢から表面筋電図を導出し、非負値行列因子分解により筋シナジーとその活動度を1試行毎に算出した。赤外線カメラにより、各関節の三次元座標を測定し、下肢の各関節角度およびつま先末端部の座標を算出した。
（1）ステップ動作において一歩目の方向により筋シナジーの重みが異なった。また、後ろ方向の筋シナジーの数が多くなり、後ろ方向への動作はより複雑な筋の制御が必要と考えられた。前方向に関してつま先の座標に視覚回転外乱を与えたところ、筋シナジーの活動を調節することで下肢の動作の適応が観察された。さらに、静止立位中に予測的姿勢制御が下肢動作の適応に関連することが示唆された。（2）またぎ動作において、筋シナジーの重みは3つの高さの違いに影響を受けなかった。筋シナジーの活動度によりまたぎ動作の高さを制御していると考えられた。また、またぎ動作の後続脚は先導脚のつま先の軌跡情報をもとに軌道を修正していることが観察され、これは、両脚の軌跡は筋シナジーにより簡略化されていることが示唆された。
本研究により、立位動作から歩行動作への移行期の動作は、筋シナジーにより簡略化されていることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
