「力を抜く」調節メカニズムに関する生理学的・心理学的状態による影響

• Project/Area Number: 22K17751
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 大高 千明 奈良女子大学, 工学系, 専任講師 (00783929)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 力の抜き / 筋動態 / 超音波エラストグラフィ / 筋電図 / 筋出力調節 / グレーディング / 運動制御

Outline of Research at the Start

本研究の目的は、身体の巧みなパフォーマンスに重要となる巧緻性を必要とする「筋出力調節能力（グレーディング能力）」について、特に「力を抜く」調節メカニズムに関する生理学的・心理学的状態による影響を解明することである。バイオメカニクス的手法および生理学的手法によって統合的に評価する。張力、筋電図、超音波エラストグラフィ、近赤外光脳機能イメージング装置（NIRS）を指標に、等尺性および等張性動作における筋出力のグレーディング課題を行う。調節時の筋動態に着目し、「力を抜く」調節の難しさが、いかなる要因によって引き起こされて、どのような状況下において難しさの度合いが変化するのか検証する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、身体の巧みなパフォーマンスに重要となる巧緻性を必要とする「筋出力調節能力（グレーディング能力）」について、特に「力を抜く」調節メカニズムに関する生理学的・心理学的状態による影響を解明することである。研究方法は、バイオメカニクス的手法および生理学的手法によって統合的な知見が得られることから、2022年度は「力を抜く」調節において、張力、筋電図、超音波エラストグラフィを用いて基礎的な筋動態について明らかにするために、ターゲットレベルおよび変化量が同じ場合での等尺性力発揮動作におけるグレーディング課題を用いて検討した。
具体的な実験設定としては、スタートレベルは異なるが、ターゲットレベルおよび変化量が同じ場合のグレーディング課題として、増加時は20%MVFの増加（スタートレベル20%MVF→ターゲットレベル40%MVF）、減少時は20%MVFの減少（スタートレベル60%MVF→ターゲットレベル40% MVF）とした。増加時と減少時における張力、筋電図および超音波エラストグラフィの特性について、目標となるターゲットレベル呈示の有無による比較を行った。筋電図から積分値（integrated EMG：iEMG）、超音波エラストグラフィからは剛性率（shear modulus：SM）を算出し、筋動態を定量化した。張力とiEMG、張力とSMの関係性は、増減時で異なる傾向がみられた。ただし、個人差が大きかったため、その要因や、増減時で関係性が異なる場合の要因など、さらなる実験による検証が必要であると考える。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は、筋出力調節能力について、特に「力を抜く」調節メカニズムに関する生理学的・心理学的状態による影響を解明することである。1年目である2022年度は、張力、筋電図、超音波エラストグラフィを指標に用いて、ターゲットレベルおよび変化量が同じ場合での等尺性力発揮動作におけるグレーディング課題を用いて、増加および減少時の張力および筋動態の特性を検討した。よって、当該年度は概ね計画通りに進めることができたといえる。

Strategy for Future Research Activity

計画通り実験を進めるとともに、実験結果を踏まえて、新たな検討点や課題についても着手する予定である。

Research Products

• [Presentation] Characteristics of muscle stiffness during isometric contraction and relaxation by shear wave elastography (2023)
  • Author(s): Ohtaka, C., Chishiro,S., Takahara,N., Yamamoto, K., Fujiwara, M., Shibasaki, M.
  • Organizer: European College of Sport Science
  • Int'l Joint Research