Analysis of the effect of stimilating surface somatosensation on postural control with mathematical model

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K04191
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 千葉 龍介 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (80396936)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 姿勢制御 / 表面体性感覚

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では「数理モデルによる姿勢制御における表面体性感覚の付与の効果の解析」を目的としている．ヒトの姿勢制御で用いられる感覚は複数存在し，視覚・前庭感覚・深部体性感覚（固有感覚）・表面体性感覚（皮膚感覚）と言われており，この皮膚感覚の使われ方は不明な部分が多い．表面体性感覚の付与を数理モデルの観点から考えると次の2種の仮説が考えられる．それは，接触によって「①身体の揺れ（動揺）を感覚情報として付与している」，「②感覚統合における表面体性感覚の重みを増加させている」である．①に関し，接触では垂直に大きな力を付与しないことから身体を支える効果は非常に小さい．しかし，身体が揺れた時，水平方向に力が働き接触点（接触面）において摩擦が生じる．この摩擦が自身の身体の動揺を検知する効果があるのではないか，という仮説である．②に関し，現在感覚統合の研究では，各感覚はその信頼度に基づいて重み付けをされて用いられているという考え方が主流である．ヒトは発達や訓練によってこの重みを適切に変更することによって，その時の運動に必要な感覚を使っており，例えば滑る床の上を歩くときには足底部の感覚を重視する．すなわち，接触によって表面体性感覚の重みが変化することで足底部などの情報が強化され，効果を発揮するという仮説である．本研究課題では，これらの仮説の検証を行うとともに数理モデルにより接触の効果を定量化する．
これまでの結果から①表面体性感覚の水平方向の力の大きさが揺れに対して有意な効果を持つことは確認できなかった．しかしながら，接触による重心動揺の減少は確認され，表面体性感覚の重みを増大させていることはモデル上で推測することができた．