2013 Fiscal Year Research-status Report
３次元動的プラットフォームを用いた新たな平衡機能トレーニング法の確立
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25350702
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
久代 恵介 京都大学, 高等教育研究開発推進センター, 准教授 (60361599)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五島 史行 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (80286567)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 平衡機能 / ヒト / 前庭器 / 運動制御 |
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| Research Abstract |
本研究では、ヒトの持つ平衡機能をより良く理解し、それを定量する方法を改善したいという動機から始動した。本研究プロジェクトの遂行は、高齢者に頻発する転倒事故や、空間識失調発生のメカニズムの一端を解明すると期待される。障害や疾病の発生機序の他、平衡機能の理解は、日常的に行われる運動の制御メカニズムと深く関わる。運動は重力により常に影響を受けており、重力を感知する平衡器からの入力は、運動の企画、遂行に組み込まれている必要がある。平成２５年度は本プロジェクトの核となる外乱発生装置に大幅な改善が必要と考えられた。外乱発生装置を単に外乱の付加装置として作動させることに加え、被験者がコントローラを用いて装置を操作できる、即ち、加えられた外乱を自己の平衡感覚に基づいて再現するためのインターフェースを実装してはどうかとの考えに至った。そこで当該年度は装置の改良作業を行い、それと並行してヒトの平衡機能が日常の運動遂行時にどのように影響を及ぼしているかについて調べた。ヒトは手を巧みに操作して目的の運動を行うことができるが、これに重力がどのように関わっているかを運動学的に調べてみることにより、平衡機能と運動制御との関係性を定量的に示すことを試みた。手部に反射マーカーを貼付した状態で、前方の鉛直上下に配置された球に対して、到達および把握運動を行わせ、その際の腕および手の姿勢を３次元モーションキャプチャーシステムで記録、解析した。その結果、上肢の移動速度、および物体把握の指の速度が、鉛直上下方向で異なることが分かった。上方向への到達把握運動では、下方向よりも上肢の加速フェーズが早期に現れ、さらに、上方向への把握運動では、指を開く運動が早期に現れた。このことは、ヒトは重力の作用を予め考慮して上肢運動を企画、遂行していることを示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究プロジェクトは、ヒトが重力空間内で身体を安定させるために必要とされる平衡機能のメカニズム解明を目指す。さらに身体の平衡を得るために効果的な方策の確立を試みる。日常において平衡機能が乱される状況は動的な場面が圧倒的に多い。そのため、ヒトに動的な外乱刺激を加えて得られる反応から、身体の平衡に関わる様々な要素を同定し、それらを元に身体の安定に活かす方法を見いだしたいと考える。当該年度は、外乱発生装置改良の必要性から、動的刺激を実験に用いる前段階と位置づけられた。しかしながら、静的な姿勢で行う上肢運動と平衡機能との関係性に関して新たな知見を見いだすことができた。当該年度の研究成果より、平衡機能は障害や疾病に関与するのみならず、日常の動作に深く関わり、強く影響していることが分かってきた。当該年度に明らかにした平衡機能と運動制御のメカニズムと、その解明に駆使した手法は、今後進める動的外乱負荷に対する平衡機能のメカニズム解明の土台となって研究を促進すると考えられる。以上より、上記の通り自己点検評価を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目標は、ヒトが３次元空間をより良く理解し、重力空間内で身体が安定するための平衡機能のメカニズム解明と、それを効果的に得る方策を確立することである。そこへ至るためにいくつかの段階を設定して進めている。当該年度は、静止座位姿勢での運動制御に平衡機能がどのように関わるかについて調べ、新たな知見を得ることができた。今後はこの成果をさらに発展させ、外乱発生装置を用い、３次元方向に傾斜させた状況下において調べ、体軸と重力軸が異なる状況下でヒトが３次元空間をいかに理解するかについて調べたいと考える。さらにその次の段階として、３次元空間内での動的な外乱に対する身体の反応の計測する。以上のように、重力空間をより良く安定して理解するための方略の獲得へと発展的に進めて行きたいと考える。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は外乱発生装置の改良とその装置設定を行い、当該装置を稼働させた実験を行っていない。そのため、当該装置を使っての実験に要する消耗品費や実験参加者への謝金が発生していない。また、平成２６年度も引き続き装置設定等に多額の費用が発生することも想定し、当該年度の使用額を上記の通りに止めた。
外乱発生装置の改良に要する費用を捻出する。また、それを用いた実験における消耗品費、参加者への謝金（謝品）に充てる。
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