Evolution and morphological basis of trunk movements during walking from the viewpoint of coordination and dispersion
| Project/Area Number |
23K21344
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| Project/Area Number (Other) |
21H02574 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45060:Applied anthropology-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平崎 鋭矢 京都大学, ヒト行動進化研究センター, 准教授 (70252567)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻原 直道 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70324605)
後藤 遼佑 群馬パース大学, リハビリテーション学部, 講師 (00755788)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
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| Keywords | locomotion / kinematics / geomet.morphometrics / primates / bipedalism / ロコモーション / 霊長類 / キネマティクス / シミュレーション / 形態分析 / 椎骨 / 肩甲骨 / 骨盤 / 幾何学的形態計測 |
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| Outline of Research at the Start |
霊長類のロコモーションにおける体幹の役割がこれまで十分に論じられていなかった一因は、従来の分析が体幹を一つの剛体と見なすモデルに基づいていたことにある。実際には、肩甲骨は胸郭に対して大きく動くし、胸郭も剛体ではない。本研究では、体幹全体の動きを変形の連続と捉え、幾何学的形態計測法を応用した新手法を用いて分析するともに、それらの動きの基盤となる肩甲骨、鎖骨、椎骨、骨盤等の形状についても、やはり幾何学的形態計測法による分析を実施する。これらの分析を、ヒトと非ヒト霊長類について行うことで、ヒトの直立二足歩行を含む霊長類ロコモーションにおける体幹の役割と、その進化的背景を考察する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
体幹は、進化とともにロコモーションにおけるはたらきを大きく変えてきた。しかし、これまでの運動分析は簡略化された体幹モデルを念頭になされており、体幹の動きの進化的背景はもとより、現在の動きの描写さえ十分にできているとは言えない。体幹の構成要素は、それぞれが一定の自由度を持ちながら、全体として協調的な動きを作り出している。本課題では、新たな体幹運動分析法を開発し、標本の連続CT撮像も併用することで、ヒトを含む霊長類の歩行中の体幹各部の動きと、それらが協調した結果である全体としての動きを詳細に記載する。
令和4年度には、(1)ヒト歩行中の体幹運動解析実験の継続、(2)霊長類標本を用いた脊椎可動域の解析の継続、および(3)標本を用いた形態学的解析を実施した。(1)では、被験者がトレッドミル上を歩く際の体幹の動きを、光学式三次元位置計測装置を用いて計測する予備実験を行い、被験者数を増やした。体幹の解剖学的標識点と、体幹背側に5-10cm間隔の格子状に配置した準標識点の3D座標を計測し、座標値と速度値を用いた主成分分析を行った。(2)では、ニホンザル新鮮死体の体幹部から筋と前肢帯を除去し、脊柱、肋骨、胸骨、および骨盤の骨と靭帯のみが残る状態とし、骨盤を固定して第一胸椎を回旋させる実験を行った。インタクトな標本を用いた令和3年度の計測との比較から、上部胸椎の回旋は上肢帯による制限を受け、その結果、下部胸椎の回旋が脊椎の中で最大となることが判明した。(3)では、霊長類33種120体の肩甲骨標本をモデル化し、解剖学的標識点の3D座標を取り込んだ。骨盤についても20種40体のモデル化と標識点の取り込みを行った。令和3年度にはCOVID-19の影響を受け、実験およびその解析に遅れが生じたが、令和4年度には科研費繰越制度を利用し、遅れの一部を取り戻した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和3年度にはCOVID-19の影響を受け、実験およびその解析に遅れが生じたが、令和4年度には科研費繰越制度を利用し、遅れの一部を取り戻した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度には、ヒト対象の実験的運動解析、非ヒト霊長類標本を用いた運動学的解析、および霊長類標本を用いた形態学的解析を継続する。実験的運動解析では、令和3年度に確立した手法を用い、被験者の数を増やす。また、非ヒト霊長類新鮮死体を用いた椎骨回旋の計測でも、ニホンザルのサンプル数を増やす。筋を除去した標本の直接計測に加え、手を加えない死体のCT撮像を用いた椎間関節運動の計測も試み、成果を学術論文として公表する。霊長類の体幹を構成する骨標本計測では、種数、サンプル数を増やして、幾何学的形態計測を継続するとともに、肩甲骨については有限要素法による強度解析を行う。得られた結果から、骨や関節形状とポジショナル行動の関係を再検討し、成果を学術論文として公表する。さらに、ニホンザルを用いた運動学実験について、実験と解析手法の検討、および予備実験を行う。ニホンザル実験は主として京都大で行うが、周防猿まわしの会が所有するニホンザルも対象とする。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Morphological significance of the medial brachial cutaneous nerve: An anatomical study of brachial plexus in primates2023
Author(s)
Anetai, S., Tokita, K., Anetai, H., Kojima, R., Aizawa, Y., Kageyama, I., Kumaki, K., Hirasaki, E. and Endo, H.
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Journal Title
Primates
Volume: -
Issue: 2
Pages: 261-272
DOI
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Peer Reviewed
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