| 研究概要 |
関節の硬さ(関節スティフネス)の自在な調節は,多様な身体運動の円滑な生成に必要不可欠である.特に,外部環境と身体各部位に相互作用が生じる場合や,関節運動の周波数を変化させる場合,関節スティフネスの微妙な調節が必要となる.この関節スティフネスの調節には,主動筋の硬さや主動筋と桔抗筋の張力の組み合わせが関与しており,さらにこれら筋張力の調節には複雑な神経回路が関与していることから,関節スティフネス調節機構の解明は身体運動の複雑な制御機構を解き明かす鍵となり得る.本研究は,身体運動の基盤となる関節の周期運動を対象とし,関節スティフネスの調整機構について検討を行った.
関節スティフネス実測のために,電磁式トルクモーターを用いたスティフネス測定器を新たに開発した.そしてその測定器を用いて,鉛直面運動時の関節スティフネス調整が至適周波数を極小値とする二次関数的な傾向を示すことを明らかにした.この発見は,関節スティフネス調整の研究に新たな観点を提供する.すなわち,鉛直面においてシステムの固有振動数を運動周波数に接近させるような調整は至適周波数以上の運動周波数時の運動に限定されており,至適周波数の前後でスティフネスの調整メカニズムが変化している可能性があることである.そして,運動時の関節スティフネス調整は至適周波数と運動周波数の関係に応じて柔軟に組織化されていると考えられる.また,至適周波数は四肢の固有振動数とほぼ一致することから,筋骨格系システムの力学特性が関節スティフネス調整に重要な役割を果たすと考えられる.
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