姿勢制御を司る反射系が歩行運動において果たす役割の解明
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18H03167
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
西井 淳 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00242040)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪口 豊 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (40205737)
大脇 大 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40551908)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | 立位姿勢制御 / 歩行制御 / 筋シナジー / 感覚運動統合 / CPG |
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| Outline of Annual Research Achievements |
綱渡り競技で用いられるバンド状の紐であるスラックラインに足部を置いて体重をかけると，左右方向に強い振戦運動がしばしば生じる。この振戦運動は，左右方向の姿勢を安定化するための脊髄反射によるものと考えられる。そこで，この振戦運動および歩行運動の筋活動の比較を行った。その結果，振戦運動と歩行中の立脚期には類似する筋活動の存在を確認できた。この結果は，立位時に働く左右方向の姿勢制御が歩行中の立脚期にも働いていることを示唆する。
この姿勢制御がどのような感覚情報に基づいて生じているかを検討していくため，足圧分布を計測するための圧力センサの選定と，足圧分布を含む運動情報計測システムの設計・開発を行った。IMUセンサを用いた身体部位の加速度，角加速度の同時計測，ならびに，PCとの無線通信を用いたデータ送受信可能なシステムを構築することで，スラックライン上だけでなく，さまざまな環境での歩行中のデータ取得を可能とするシステムの開発を行った。
また，運動の準備状態（すぐに歩きだせる状態）での静止立位の身体動揺特性を計測し，単に立っているだけの静止立位状態との違いを実験的に検討した。その結果，運動の準備状態では床反力中心が前方に移動することに加え，床反力中心変動の時間特性が速くなることが明らかになった。この結果は，運動準備状態では，身体の姿勢が変化するとともにより細かい時間周期で姿勢の修正が行われている可能性を示唆する。
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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
本研究の目的は歩行中の姿勢制御及び歩容生成に，反射系がいかに寄与しているかを解明することである。初年度に実施した予備実験の結果は，本研究課題により有益な結果が得られそうなことを示唆している。また，今後の研究推進のための計測機器の準備も順調に進んでおり，ほぼ当初の計画通りに研究は進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では，不安定な足場上での立位姿勢維持タスクにおける感覚情報と筋活性の関係性を手がかりとして，歩行制御に内在する姿勢制御の役割を推定する。今後は，初年度に引き続き，このような運動計測実験を行うための準備及び運動計測実験を以下のように行う。
(1) 姿勢制御や歩行制御における重要な感覚情報の一つである足圧分布および，身体部位の運動情報を計測するためのセンサシステムを製作する。基本設計や部品の選定は 初年度に行なったので，2019年度はハードウェアの製作に入る。
(2) 立位姿勢制御における感覚情報と筋活性の関係を調べるために用いる不安定な足場を検討する。具体的には，初年度に引き続きスラックラインを利用する他，モータ駆動により足場に揺動を与える装置の開発も検討中であり，その具体的な設計と製作に入る。
(3) (1)(2)で準備した計測機器及び足場を用いて立位時の姿勢制御に働く感覚情報と筋活動の関係を解析する。その結果を，歩行運動中の感覚情報及び筋活動と比較することにより，歩行中の姿勢制御及び歩容生成に，反射系による感覚運動変換がいかに寄与しているかを解明する。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
