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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Evaluation of form-quality-function aspects of skeletal muscles: toward remarkable upgrading of physical movement performance for ordinary individuals and elite athletes

Research Project

Project/Area Number 16H01870
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

川上 泰雄  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (60234027)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森田 照正  順天堂大学, 医学部, 准教授 (00570847)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords生体計測 / 筋腱複合体 / トレーニング / 個人差 / 成長 / 加齢 / 競技力向上
Outline of Annual Research Achievements

形・機能・質の3つの側面から、人間の骨格筋に関する研究を継続・発展させることを目指して一連の研究を遂行した。まず、高齢者の骨格筋特性や適応性に関する知見をふまえて、自宅でも実施可能な運動プログラムを開発し、このプログラムが高齢者をはじめ比較的体力レベルが低い層にも実現可能かつ効果的であることを明らかにした。また、運動の実施に機能性食品の摂取を加えることで、高齢者の身体諸機能および骨格筋機能の更なる改善がもたらされることが示唆されたこれまでの研究成果をふまえて、運動+栄養レシピを開発し、公開した。次に、子どもを対象とした研究においては、3歳から8歳という未就学児もしくは小学校低学年の対象者の子どもの体力・運動特性の計測を進め、筋骨格系の成長に関する知見を集積した。この年齢層の子どもの身体や運動特性に関する知見は少なく、また、体系的な運動指導が行われていないのが日本の現状である。本研究によって、極めてダイナミックに変化する身体的特徴や、歩・走・跳という基本動作の発達過程・性差等が明らかになった。さらに、平成28年度より継続中のエリートアスリートの体力特性の詳細解析や科学的サポート活動を継続した。これまでの縦断データをふまえて、現在、各対象アスリートは競技力向上に向けて努力中であり、来年に迫る東京オリンピック・パラリンピックでの活躍が期待される。平成29年度より実施中のテーマ、a)よい動作の体感・実践、b)身体能力の徹底解析とタレント発掘、c)最適コンディショニング法の提案、d)身体能力向上モダリティの開発、に関する研究活動も継続・発展させた。上記の研究を通じて得られた成果を、国内外の学会発表や招待講演、学術論文、研究室ホームページを通して公表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本科研費を活かして、スムーズな研究の遂行が可能となり、子どもや高齢者、アスリートを対象とした計測を実施することができた。研究に関わる用品の購入や修繕、研究スタッフ(研究助手・研究補助者)の雇用、被験者謝金、研究出張にも科研費を活用することができ、順調な研究の推進につながった。成果の一部は既に学術論文として学会誌に掲載され、国際学会での発表(一般発表や招待講演)を通じて発信活動を行うことができた。特に、ベルギーを中心としたヨーロッパ圏内での発信と、シンガポール・タイを中心としたアジア圏内での発信が特筆される。高齢者を対象にした短期間自宅トレーニング介入研究を、スマートフォンを活用して実施するという試みが成功したのは当初の予定を上回る成果であった。この中で、日常生活に浸透しているスマホの有用性や限界に関する資料を収集することもできた。

Strategy for Future Research Activity

研究プロジェクトも最終年度を迎える。これまでに蓄積した骨格筋の「形」「質」「機能」の計測手法、個人差や可塑性の横断的・縦断的研究結果を応用して、幅広い年齢層の筋機能改善策の提案を行う。子どもから高齢者までをカバーする一般人の健康増進法の策定や、アスリートの競技力向上と東京オリンピック・パラリンピックでのメダル獲得数増加に向けての活動はこれまで通り継続し、「元気な日本」の実現に向けて尽力する。研究室メンバーに移動・卒業等による若干の変更が生じたが、コアメンバーを中心に、新たなメンバーの参画がもたらす斬新な発想も盛り込みながら、これまでの活動を発展させる。

  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 10 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] フリー大学アムステルダム校(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      フリー大学アムステルダム校
  • [Int'l Joint Research] メイヨークリニック(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      メイヨークリニック
  • [Int'l Joint Research] タマサート大学(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      タマサート大学
  • [Journal Article] Morphological and mechanical properties of the human triceps surae aponeuroses taken from elderly cadavers: Implications for muscle-tendon interactions2019

    • Author(s)
      Shan X., Otsuka S., Yakura T., Naito M., Nakano T., Kawakami Y.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Pages: e0211485

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0211485

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dependence of muscle and deep fascia stiffness on the contraction levels of the quadriceps: An in vivo supersonic shear-imaging study2019

    • Author(s)
      Otsuka S., Shan X., Kawakami Y.
    • Journal Title

      Journal of Electromyography and Kinesiology

      Volume: 45 Pages: 33-40

    • DOI

      10.1016/j.jelekin.2019.02.003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Site- and sex-differences in morphological and mechanical properties of the plantar fascia: A supersonic shear imaging study2019

    • Author(s)
      Shiotani H., Yamashita R., Mizokuchi T., Naito M., Kawakami Y.
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: 85 Pages: 198-203

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2019.01.014

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ankle and foot mechanism mimicking joint stiffness and following motion based on human2019

    • Author(s)
      Otani Takuya、Hashimoto Kenji、Natsuhara Akira、Sakaguchi Masanori、Kawakami Yasauo、Lim Hun-ok、Takanishi Atsuo
    • Journal Title

      ROMANSY 22 - Robot Design, Dynamics and Control

      Volume: 1 Pages: 86~93

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuromuscular Adaptations to work-matched maximal eccentric versus concentric training2018

    • Author(s)
      Maeo Sumiaki、Shan Xiyao、Otsuka Shun、Kanehisa Hiroaki、Kawakami Yasuo
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: 50 Pages: 1629~1640

    • DOI

      10.1249/MSS.0000000000001611

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Single‐joint eccentric knee extension training preferentially trains the rectus femoris within the quadriceps muscles2018

    • Author(s)
      Maeo Sumiaki、Shan Xiyao、Otsuka Shun、Kanehisa Hiroaki、Kawakami Yasuo
    • Journal Title

      Translational Sports Medicine

      Volume: 1 Pages: 212~220

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Trunk motion control during the flight phase while hopping considering angular momentum of a humanoid2018

    • Author(s)
      Otani Takuya、Hashimoto Kenji、Isomichi Takaya、Natsuhara Akira、Sakaguchi Masanori、Kawakami Yasuo、Lim Hun-ok、Takanishi Atsuo
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: 32 Pages: 1197~1206

    • DOI

      10.1080/01691864.2018.1526709

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intracellular-to-total water ratio explains the variability of muscle strength dependence on the size of the lower leg in the elderly2018

    • Author(s)
      Yoshida Tsukasa、Yamada Yosuke、Tanaka Fumiko、Yamagishi Takaki、Shibata Shigenobu、Kawakami Yasuo
    • Journal Title

      Experimental Gerontology

      Volume: 113 Pages: 120~127

    • DOI

      10.1016/j.exger.2018.09.022

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Riding posture affects quadriceps femoris oxygenation during an incremental cycle exercise in cycle-based athletes2018

    • Author(s)
      Saito Akira、Goda Mitsuki、Yamagishi Takaki、Kawakami Yasuo
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 6 Pages: e13832

    • DOI

      10.14814/phy2.13832

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Site specificity of mechanical and structural properties of human fascia lata and their gender differences: A cadaveric study2018

    • Author(s)
      Otsuka Shun、Yakura Tomiko、Ohmichi Yusuke、Ohmichi Mika、Naito Munekazu、Nakano Takashi、Kawakami Yasuo
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: 77 Pages: 69~75

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2018.06.018

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thigh and psoas major muscularity and its relation to running mechanics in sprinters2018

    • Author(s)
      Ema Ryoichi、Sakaguchi Masanori、Kawakami Yasuo
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: 50 Pages: 2085~2091

    • DOI

      10.1249/MSS.0000000000001678

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A cross-sectional study on the mechanical properties of the Achilles tendon with growth2018

    • Author(s)
      Mogi Yasuyoshi、Torii Suguru、Kawakami Yasuo、Yanai Toshimasa
    • Journal Title

      European Journal of Applied Physiology

      Volume: 118 Pages: 185~194

    • DOI

      10.1007/s00421-017-3760-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Upper-body control and mechanism of humanoids to compensate for angular momentum in the yaw direction based on human running2018

    • Author(s)
      Otani Takuya、Hashimoto Kenji、Miyamae Shunsuke、Ueta Hiroki、Natsuhara Akira、Sakaguchi Masanori、Kawakami Yasuo、Lim Hum-Ok、Takanishi Atsuo
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 8 Pages: 44~44

    • DOI

      10.3390/app8010044

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Biomechanics of human locomotion from a viewpoint of energy save and use2018

    • Author(s)
      Kawakami Yasuo
    • Organizer
      5th Joint Symposium of Thammasat University, BK21 PLUS of CUK & National Defense Medical Center, Biomedical Sciences and Biomechanics of Health
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Muscle-tendon-fascia unit as a functional entity in humans: in vivo and ex-situ evidence2018

    • Author(s)
      Kawakami Yasuo
    • Organizer
      5th International Autumn School of Movement Science in Berlin
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Research Activities2018

    • Author(s)
      Kawakami Yasuo
    • Organizer
      KU Leuven & Waseda Joint Seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Neuro-musculo-tendinous mechanics and exercise performance2018

    • Author(s)
      Kawakami Yasuo
    • Organizer
      Conference on Sport Sciences
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 菊芋 運動レシピでイキイキ!2019

    • Author(s)
      戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)早稲田大学研究班 編
    • Total Pages
      80
    • Publisher
      農文教
    • ISBN
      2300100264288
  • [Book] 疲労と身体運動 スポーツでの勝利も健康の改善も疲労を乗り越えて得られる2018

    • Author(s)
      川上泰雄(分担執筆)
    • Total Pages
      248
    • Publisher
      杏林書院
    • ISBN
      978-4-7644-1187-6
  • [Remarks] 川上泰雄研究室

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/ykawa/indexj.htm

  • [Remarks] 早稲田大学ヒューマンパフォーマンス研究所

    • URL

      https://www.waseda.jp/prj-hpl/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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