2018 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding Interlimb Coordination Mechanism Based on Walking Intervention with Prosthetic Legs
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16H04381
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大脇 大 東北大学, 工学研究科, 助教 (40551908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青沼 仁志 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (20333643)
杉本 靖博 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70402972)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 運動への介入 / 脚間協調 / 筋電位 / 機械刺激受容器 / 義足 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，昆虫と同等の外骨格構造を有するロボット義足による歩行運動への介入を通して，昆虫が示す適応的移動能力の基盤となる脚間協調機序を解明することを目的とした．
初年度に構築した筋電位アンプとハイスピードカメラを用いた計測システムにより，コオロギの脚切断前後の歩行パターンを解析した．具体的には，歩行中の左右中脚，右後脚の3つの筋電位活動と脚の運動を計測し，脚切断前後における筋活動パターンおよび脚運動の変容を解析した．5匹の成虫コオロギ（雌）に対して，それぞれの個体で，(A)通常のコオロギ，（B）右脚を脚中央で切断，(C) 右脚を脚根本で切断，そして，(D)左右両脚を根本で切断，の4条件で順に計測した．計測システムは，できるだけコオロギが自然な状態でのロコモーション中の筋電位を計測するため，球状トレッドミル上で行い，筋活動と脚の運動の変化の様子を同時計測した．
H29年度に計測したN=5のすべての個体のデータを解析した結果，両脚の中脚切断後の筋電位パターン， 左右で同相同期に変化していくことが示された. さらに，最終年度には，義足介入予備実験を行い，両中脚切断後に，脚の切断部分に義足を取り付けることによって脚切断前の歩行パターンが再生成されることが確認できた．これらの結果から，潜在的な神経回路には左右の脚を同相同期で制御するパターン生成器と，脚の機械刺激受容器からの入力によってそのパターンを上書きするメカニズムが，昆虫の脚間協調において重要な役割を果たすことが示唆され，脚間協調モデルの精緻化に有用な知見が得られた．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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