Adaptations of the central nervous system and skeletal muscle following resistance training

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03335
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: Maeo Sumiaki 立命館大学, スポーツ健康科学部, 助教 (60774586)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金久 博昭 鹿屋体育大学, 学長, 学長 (50161188)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: レジスタンストレーニング / 運動単位 / 高密度筋電図 / 筋力 / 筋量 / 筋線維 / 筋原線維

Outline of Final Research Achievements

This study examined potential adaptations of the central nervous system and skeletal muscle following resistance training by comparing long-term resistance trained and untrained individuals.
For the central nervous system, we used high-density surface electromyography (HD-sEMG) to investigate the influence of anatomical and neural factors on the quality of HD-sEMG signals, as well as motor unit behaviour during low/moderate muscle contractions and also during rapid contractions. For the skeletal muscle, we used MRI and muscle biopsy techniques to identify characteristics of whole muscle, muscle fibre, and myofibrils of resistance trained and untrained individuals. By combining the HD-sEMG and biopsy techniques, we also validated non-invasive estimation of muscle fibre size from HD-sEMG signals, more specifically from motor unit conduction velocity.

Free Research Field

神経筋生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

筋に抵抗をかけるレジスタンストレーニングは、筋量や筋力を高め、日常生活における生活の質やアスリートの運動パフォーマンスの向上に貢献する。本研究により、長期的にトレーニングを実施している鍛錬者と非鍛錬者の中枢神経系および骨格筋の特性の違いや、研究遂行上の方法論について、新たな知見が得られた。本研究の成果は、今後より直接的な縦断研究（トレーニング介入実験）を実施するうえで重要な情報となり、さらに、トレーニングやリハビリテーションの現場においても活用されるものとなると期待できる。