2020 Fiscal Year Research-status Report
Understanding stretch-shortening cycle from the view point of resonance
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19K24281
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹下 大介 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60847060)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 筋-腱複合体 / 共振 / 伸長-短縮サイクル / 振動刺激 / 伸長反射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、弾性を持つ腱組織に筋線維からの周期的な外力が加わる強制振動という力学の理論から、反動動作の理解を試みる。連続的な底背屈運動において、３ヘルツ程度の運動時に下腿三頭筋筋線維の長さ変化が小さくなり、共振が起こることが明らかになっている。運動中の筋-腱複合体おいて、共振時には筋線維の収縮速度が小さくなり速度-力関係の点から有利であるため、反動動作のパフォーマンスの向上が期待される。その一方で、筋線維長変化が関節角度変化に対し小さくなるため、反動動作の遂行において重要とされている伸張反射の貢献は小さくなると考えられる。本研究の目的は、逆ダイナミクス、Ia線維の活動を選択的に誘発する振動刺激を用いた疲労実験、筋骨格系と神経系のシミュレーションを遂行することで、運動の動作速度とパフォーマンス、筋線維のダイナミクス、伸張反射の貢献度の関係を明らかにすることである。
2019年度に行われた理論計算とシミュレーション結果によると、ホッピングのような離地を伴う運動においても共振に似た現象が見られるという結果が得られた。2020年度は実験によりその結果を検証することを計画していた。実際は、コロナ渦による入構規制と学内業務増大により実験の進捗は予定よりも遅くなり、実施出来たのは運動中における超音波画像の取得とその分析方法の確立のみであった。課題を2021年度に延長し、シミュレーションの結果を実験的に検証することを予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2020年度前半はコロナ渦でのオンライン授業実施の準備とそれに伴う教務業務、後半はコロナ渦でのハイブリッド授業（隔週でオンラインと対面授業を交互に実施）実施に伴う教務業務の増大により、例年より大幅に学内業務が増大した。その影響で、実験の進捗は予定より遅れたが、予備実験を実施し本実験が技術的に実施可能であることを確認することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
シミュレーションで得られた筋線維長変化の接地時間に対する依存性に関して動作解析を用いて実験的に検証する。また、振動刺激を用いたIa線維の疲労実験のために適した刺激時間や強度などを決定し、反動動作を用いた運動における伸張反射の役割について知見を得たい。
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| Causes of Carryover |
コロナ渦に伴う学内業務増大により、研究の進捗が遅れたため課題を今年度に延期した。残った予算は本実験実施に伴う物品の購入や学会の参加費などに使用する予定である。
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