• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Evolution and morphological basis of trunk movements during walking from the viewpoint of coordination and dispersion

Research Project

Project/Area Number 23K21344
Project/Area Number (Other) 21H02574 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 45060:Applied anthropology-related
Research InstitutionKyoto University

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)

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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
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)
Keywordslocomotion / kinematics / geomet.morphometrics / primates / bipedalism / ロコモーション / 霊長類 / 椎骨 / 肩甲骨 / 骨盤 / キネマティクス / 幾何学的形態計測 / シミュレーション / 形態分析
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。

Outline of Annual Research Achievements

ともにロコモーションにおける働きを変えて来た。魚類では側屈運動、哺乳類では前後屈運動が推進力を産生したが、二足歩行では回旋が推進に寄与するようになった。劇的な背景を持つ体幹であるが、その詳細についての知見は限られている。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のが一因である。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。これらの動きや変形がロコモーションに果たす役割は、ほとんどわかっていない。ヒトの動きには、二足歩行に特有な要素と、系統的な要素の両方が含まれ、それらの区別を明確にするには霊長類を用いた比較研究が不可欠である。本研究では、ヒトと非ヒト霊長類の歩行時における体幹各部の動きと、その協調から成る全体としての動き(変形)の分析を継続している。また、体幹を構成する肩甲骨、椎骨、骨盤についての、幾何学的形態計測法を用いた分析を加えることで、体幹が姿勢制御・衝撃吸収・推進力産生に果たす役割と、その進化的背景を調べている。これまでに、胸郭と骨盤の反対回旋は、従来信じられていたようにヒト科特有の運動というわけではなく、ニホンザルが二足歩行を行う際にも見られること、ただし、ニホンザルでは骨盤の回旋が大きいため空間内では胸郭も骨盤と同方向に回旋しているように見えることが明らかになった。また、その回旋は腰部ではなく主に下部胸椎で生じることなどが判明した。2023年度は、胸腰椎の形態分析に重点を置き、ヒト上科、オナガザル科、オマキザル科の全胸腰椎における形態変異パターンについて、幾何学的形態計測法による解析を行った。胸腰椎606個のそれぞれに各44個のランドマークを設定した分析から、四足歩行や走行には胸椎と腰椎の顕著な機能分化が重要であり、一方、ぶら下がりや二足立位で体幹を立てる姿勢を多くとる種では、胸椎と腰椎の形状差が比較的少ないことが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験に使用していたニホンザル個体の1頭が、2023年度中に突然死したため、実験が滞っている。新たな個体を入手し、馴化・訓練を行っているが、データ収集の遅れは避けられない。

Strategy for Future Research Activity

実験的運動解析、および標本を用いた形態学的解析を継続する。実験的運動解析のうち、ヒト被験者を用いた研究については、東京大と京都大で計測を行う。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。前者については、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う。ニホンザルを用いた実験的研究は、京都大で飼養する被験体を用いて行う。非ヒト霊長類標本を用いた形態学的解析では、霊長類の体幹を構成する骨標本(肩甲骨、鎖骨、椎骨、骨盤)を3Dモデル化し、幾何学的形態計測と有限要素法による分析を継続する。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する。年度後半には、運動解析および体幹各部の骨標本から得られた知見を統合し、体幹がロコモーションに果たす役割について考察する。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 4 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University College London(英国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Friedrich-Schiller-University(ドイツ)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Roehampton(英国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Roehampton(英国)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Variation of thoracolumbar vertebral morphology in anthropoid primates2024

    • Author(s)
      Kinoshita Yuki、Hirasaki Eishi
    • Journal Title

      American Journal of Biological Anthropology

      Volume: 184 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/ajpa.24904

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Skipping without and with hurdles in bipedal macaque: global mechanics2024

    • Author(s)
      Blickhan Reinhard、Andrada Emanuel、Hirasaki Eishi、Ogihara Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Experimental Biology

      Volume: 227 Issue: 7 Pages: 246675-246675

    • DOI

      10.1242/jeb.246675

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Differential leg and trunk operation during skipping without and with hurdles in bipedal Japanese macaque2024

    • Author(s)
      Blickhan Reinhard、Andrada Emanuel、Hirasaki Eishi、Ogihara Naomichi
    • Journal Title

      Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological and Integrative Physiology

      Volume: in press Issue: 5 Pages: 525-543

    • DOI

      10.1002/jez.2803

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Range of rotation of thoracolumbar vertebrae in Japanese macaques2023

    • Author(s)
      Kinoshita Yuki、Hirasaki Eishi
    • Journal Title

      The Anatomical Record

      Volume: 307 Issue: 1 Pages: 223-232

    • DOI

      10.1002/ar.25273

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Testing the reliability of the rearticulation of osteological primate pelves in comparative morphological studies2023

    • Author(s)
      Torres‐Tamayo Nicole、Rae Todd C.、Hirasaki Eishi、Betti Lia
    • Journal Title

      The Anatomical Record

      Volume: 307 Issue: 8 Pages: 2816-2833

    • DOI

      10.1002/ar.25366

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Diagonal‐couplet gaits on discontinuous supports in Japanese macaques and implications for the adaptive significance of the diagonal‐sequence, diagonal‐couplet gait of primates2023

    • Author(s)
      Goto Ryosuke、Kinoshita Yuki、Shitara Tetsuya、Hirasaki Eishi
    • Journal Title

      American Journal of Biological Anthropology

      Volume: 181 Issue: 3 Pages: 426-439

    • DOI

      10.1002/ajpa.24757

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 霊長類の跳躍2023

    • Author(s)
      平崎鋭矢
    • Journal Title

      「霊長類の百科事典」 (日本霊長類学会 編), 丸善出版, 東京

      Volume: N/A Pages: 166-167

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 霊長類の二足歩行2023

    • Author(s)
      荻原直道
    • Journal Title

      日本霊長類学会編:霊長類学の百科事典、丸善出版、東京

      Volume: N/A Pages: 160-161

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] ヒトの身体構造と直立二足歩行の重力適応2023

    • Author(s)
      荻原直道
    • Journal Title

      理学療法ジャーナル

      Volume: 57 Pages: 1088-1095

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [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.
    • Journal Title

      Primates

      Volume: - Issue: 2 Pages: 261-272

    • DOI

      10.1007/s10329-022-01046-5

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coordination of trunk motion during bipedal walking in the frontal plane: A comparison between Homo sapiens, Macaca fuscata, and an exploratory study on a gibbon.2023

    • Author(s)
      Kinoshita, Y., Goto, R., Nakano, Y., & Hirasaki, E.
    • Journal Title

      American Journal of Biological Anthropology

      Volume: 180 Issue: 2 Pages: 316-327

    • DOI

      10.1002/ajpa.24664

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hip medial rotator action of gluteus medius in Japanese macaque (Macaca fuscata) and implications to adaptive significance for quadrupedal walking in primates2022

    • Author(s)
      Shitara Tetsuya、Goto Ryosuke、Ito Kohta、Hirasaki Eishi、Nakano Yoshihiko
    • Journal Title

      Journal of Anatomy

      Volume: 241 Issue: 2 Pages: 407-419

    • DOI

      10.1111/joa.13658

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between the lumbosacral plexus deviation and 12th rib length in Japanese macaques (Macaca fuscata)2022

    • Author(s)
      Anetai Hidaka、Tokita Kounosuke、Kojima Ryuhei、Hirasaki Eishi、Sakai Tatsuo、Ichimura Koichiro
    • Journal Title

      Anatomical Science International

      Volume: 97 Issue: 4 Pages: 391-398

    • DOI

      10.1007/s12565-022-00657-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Trunk and leg kinematics of grounded and aerial running in bipedal macaques2020

    • Author(s)
      Blickhan Reinhard、Andrada Emanuel、Hirasaki Eishi、Ogihara Naomichi
    • Journal Title

      The Journal of Experimental Biology

      Volume: 224

    • DOI

      10.1242/jeb.225532

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Variation in the fusion of the pubic symphysis by sex and age in five primate species and implications for obstetric adaptations.2023

    • Author(s)
      Betti L, Torres-Tamayo N, Hirasaki E, Buck LT, Rae TC
    • Organizer
      The 13th annual ESHE meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bipedality or Bipedalities in Early Hominins? Evidence from the innominate2023

    • Author(s)
      Crompton R, Elton S, Heaton J, Pickering T, Stratford Df, Carlson K, Jashashvili T, Beaudet A, Bruxelles L, Kumanf K, Thorpe SK, Hirasaki E, Scott C, Sellers WI, Clarke R, McClymonta J
    • Organizer
      The Anatomical Society Summer meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A protocol to test the reliability of the rearticulation of osteological primate pelves in comparative morphological studies2023

    • Author(s)
      Nicole Torres-Tamayo, Todd C. Rae, Eishi Hirasaki, Lia Betti
    • Organizer
      The 13th annual ESHE meeting
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 移動運動様式の変化がニホンザル中殿筋の筋機能へもたらす影響2023

    • Author(s)
      設樂哲弥、伊藤幸太、藤原崚宇、後藤遼佑、平崎鋭矢、中野良彦
    • Organizer
      第77回日本人類学会キネシオロジー分科会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ニホンザルの筋骨格モデル構築と逆動力学解析2023

    • Author(s)
      荻原直道
    • Organizer
      日本機械学会「筋骨格モデルによるバイオメカニクス解析入門」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腰仙骨神経叢の構成偏位は第12肋骨長と相関する:ヒトとニホンザルでの比較解剖学的検討2023

    • Author(s)
      姉帯飛高, 時田幸之輔, 小島龍平, 平崎鋭矢, 坂井建雄, 市村浩一郎
    • Organizer
      第128回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ニホンザルにおける中殿筋の筋内機能分化について2022

    • Author(s)
      設樂哲弥、伊藤幸太、藤原崚宇、後藤遼佑、平崎鋭矢、中野良彦
    • Organizer
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] テナガザルとニホンザルにおける胸腰椎形態の機能的分化2022

    • Author(s)
      木下勇貴, 平崎鋭矢
    • Organizer
      第76回日本人類学会大会・第38回日本霊長類学会大会連合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 不連続な支持基体におけるニホンザルのラテラル・シーケンス歩容と霊長類的歩容の進化要因に関する考察2022

    • Author(s)
      後藤遼佑, 木下勇貴, 平崎鋭矢
    • Organizer
      第76回日本人類学会大会・第38回日本霊長類学会大会連合大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ニホンザル体幹回旋時における各胸腰椎の相対的回旋量2021

    • Author(s)
      木下勇貴、平崎鋭矢
    • Organizer
      第75回日本人類学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ニホンザル四足歩行と二足歩行における中殿筋の機能的差異について2021

    • Author(s)
      設樂哲弥、伊藤幸太、藤原崚宇、後藤遼佑、平崎鋭矢、中野良彦
    • Organizer
      第75回日本人類学会大
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト・ニホンザル横突棘筋群の比較形態学2021

    • Author(s)
      布施裕子、時田幸之輔、小島龍平、相澤幸夫、熊木克治、影山幾男、平﨑鋭矢
    • Organizer
      第75回日本人類学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi