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下肢の目標指向運動における運動指令生成過程およびその学習過程の解明

Research Project

Project/Area Number 23KJ1392
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund
Section国内
Review Section Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

森山 真衣  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-04-25 – 2025-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords運動学習 / 運動制御 / 目標指向運動 / 姿勢制御
Outline of Research at the Start

下肢は主に歩行や立位姿勢維持に用いられる効果器である。一方で下肢は、ボールキック動作のように足先を目標に向かって巧みに制御する運動を行うこともできる。こうした目標指向型の運動は上肢を用いて頻繁に行われており、運動学習実験には腕を素早く標的に到達させる運動課題が広く用いられている。そのため下肢の目標指向運動の学習課程については未だ理解が進んでいない。そこで本研究では、ボールキック動作のような下肢の目標指向運動がどのようにして学ばれるのかについて、蹴り足の運動と並行して行われている姿勢制御に着目しながら明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

私たちが日々行う歩行や立位姿勢維持には、下肢の運動が大きく貢献している。下肢は、こうした身体重心を制御する運動に加え、ボールキック動作のように足先を目標に向かって制御する運動を行うこともできる。ボールキック動作は、目標位置に向かって足先を正確に制御することが求められる「目標指向運動」である。本研究は、こうした下肢の目標指向運動の学習過程を明らかにすることを目的とした。
ボールキック動作では、蹴り足の目標指向運動と同時に、反対側の軸足のみで不安定な立位姿勢を制御することが求められる。そこで当該年度の研究は、軸足の姿勢制御に着目した。中でも予測的姿勢制御の観点から、ボールキック動作という下肢の目標指向運動を学習する際の姿勢制御について、検討を行った。運動課題は、立位でキック動作を行い、仮想空間内で標的を狙う課題とした。課題の途中から被験者には伝えずに、足先の位置と対応したカーソルの軌跡を操作することで、蹴り足の運動学習を誘発した。すると、蹴り足が動き出す前に、軸足で予測的な姿勢制御が行われており、この予測的な姿勢制御は、蹴り足の学習よりも緩やかに進むことが明らかとなった。この研究成果は、日本バイオメカニクス学会主催の研究会彗ひろばや、日本を代表する運動制御研究者が集まるMotor Control研究会、および国際学会Congress of International Society of Biomechanicsにて発表し、国内外の研究者と意見交換を行った。これらの意見を踏まえて執筆した論文は、国際誌Scientific Reportsに掲載された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当該年度は、実験結果をまとめ、国内の研究会および国際学会にて発表を行った。さらにこの成果を国際雑誌に掲載することができたことから、概ね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

当該年度の研究成果より、蹴り足の目標指向運動の制御と軸足の立位姿勢制御は、包括的に捉えて検討していく重要性が示された。したがって、ボールキック動作のような下肢の目標指向運動の学習過程を明らかにするためには、そもそも不安定な立位姿勢の制御が求められない場合の純粋な下肢の目標指向運動が、どのように学習されるのかを明らかにする必要がある。現在、座位での下肢の目標指向運動学習課題の実験システム構築が完了し、予備実験を行っている。今後は本実験とデータ分析を進め、得られた研究成果を学会にて発表する。また今年度内の国際誌への投稿および受理を目指す。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024 2023

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

  • [Journal Article] Anticipatory postural control in adaptation of goal-directed lower extremity movements2024

    • Author(s)
      Moriyama Mai、Kouzaki Motoki、Hagio Shota
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-024-54672-y

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Control of Standing Posture Depends on Adaptation of Goal-directed Lower Extremity Movements2023

    • Author(s)
      Mai Moriyama, Motoki Kouzaki, Shota Hagio
    • Organizer
      Congress of International Society of Biomechanics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-26   Modified: 2024-12-25  

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