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歩行能力をエコノミーから数値指標化する試みと走・歩の相転移機序解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K11541
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関九州産業大学

研究代表者

安陪 大治郎  九州産業大学, 健康・スポーツ科学センター, 准教授 (10368821)

研究分担者 福岡 義之  同志社大学, スポーツ健康科学部, 教授 (20265028)
堀内 雅弘  山梨県富士山科学研究所, その他部局等, 研究員 (50310115)
西薗 秀嗣  九州産業大学, 人間科学部, 教授 (10125338)
本山 清喬  九州産業大学, 健康・スポーツ科学センター, 助教 (80824903)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード歩行 / gait transition / 経済速度 / 正弦波負荷法 / 免荷 / 筋電図 / 歩容調整 / 加齢 / バイオメカニクス / 歩隔変動 / 運動習慣 / 転倒骨折 / ロコモーション / gait stability / 転倒事故 / 歩容調整能力 / CPG / Gait Transition / Locomotion / 歩容調整能 / 運動不足 / ランニング
研究開始時の研究の概要

心疾患や脳疾患を患うと、罹患箇所の機能不全に加えて自立歩行能力が著しく減弱する。さて、歩行能力の低下は疾患や加齢に限った話であろうか? 実は健常者の歩行機能や能力を評価する方法自体が確定されておらず、我々は知らないだけなのかもしれない。加齢や疾患で見られる歩容調整能低下は、運動不足や筋力低下、肥満等によって若年者でも潜在的に進行する可能性が高い。そこで本研究では、既存の体力指標で説明しきれない歩行能力の数値評価を試みるため、免荷装置を用いた歩行・走行時の代謝特性比較や、速度/傾斜を正弦波状に制御した時(連続的に過渡状態にした時)の歩容調節能の年齢比較や運動習慣比較を試みる。

研究成果の概要

直立二足歩行は現生人類だけが獲得した特異な移動形態であり、その代謝特性もユニークである。例えばエネルギーコストが最少になる「経済速度」や歩→走へ相転移する「移行速度」が存在する。ところが、それらの個体差は大きく、必ずしも既存の生理指標で説明しきれるものではない。つまり歩行能力を数値指標化することは容易ではないのである。
そこで本研究は、まず移行速度と経済速度の決定要因について免荷条件を用いて探究する。次に歩行速度を正弦波状に変動させ、連続的な過渡応答条件下における歩容調整能力を探究する。これらの探究によって、歩行能力を数値指標化する方策を提案する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現生人類だけが獲得した直立二足歩行は必ずしも生物学的に理にかなったものではない。これまでバリアフリー化など様々な社会介入が試されてきたが、高齢者の転倒事故死亡者数は減るどころか過去20年間で2.3倍も増加した。これは交通事故死の3.3倍に相当する。本研究は直立二足歩行の特性を代謝と制御の両面から定量的に示すことに挑んだ。本研究の成果は運動習慣の重要性を社会喚起すること、さらに低体力者などの健康寿命延伸や介護負担軽減に貢献しうる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Economical and preferred walking speed using body weight support apparatus with a spring-like characteristics2021

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Abe, Shunsuke Sakata, Kiyotaka Motoyama, Naoki Toyota, Hidetsugu Nishizono, Masahiro Horiuchi
    • 雑誌名

      BMC Sports Science, Medicine, and Rehabilitation

      巻: 13 号: 1 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1186/s13102-021-00336-7

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Why do we transition from walking to running? Energy cost and lower leg muscle activity before and after gait transition under body weight support2019

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Abe, Yoshiyuki Fukuoka, Masahiro Horiuchi
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 7 ページ: 7-7

    • DOI

      10.7717/peerj.8290

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the simple calculation of walking efficiency without kinematic information for its convenient use2019

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Abe, Yoshiyuki Fukuoka, Masahiro Horiuchi
    • 雑誌名

      Journal of Physiological Anthropology

      巻: 38 号: 1 ページ: 17-17

    • DOI

      10.1186/s40101-019-0211-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Combined effects of exposure to hypoxia and cool on walking economy and muscle oxygenation profiles at tibialis anterior2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Horiuchi, Yoko Handa-Kirihara, Daijiro Abe & Yoshiyuki Fukuoka
    • 雑誌名

      Journal of Sports Sciences

      巻: 37 (No.14) 号: 14 ページ: 1638-1647

    • DOI

      10.1080/02640414.2019.1580130

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 年齢および運動習慣がgait variabilityに及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      安陪大治郎, 本山清喬, 田代雄大, 齋藤輝, 西薗秀嗣, 堀内雅弘
    • 学会等名
      第82回日本生理人類学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Economical and preferred walking speed with and without body weight support2020

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Abe, Shunsuke Sakata, Kiyotaka Motoyama, Naoki Toyota, Hidetsugu Nishizono, Masahiro Horiuchi
    • 学会等名
      Rocky Mountain American Society of Biomechanics (RMASB) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Economical walking speed in humans2020

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Abe
    • 学会等名
      Third Departmental Symposium 2020, (Invited Speaker by Department of Psychology, Educational Science, and Human Movement, University of Palermo, Italy)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gait Transitionのトリガーを探る試み ~免荷実験からのアプローチ~2019

    • 著者名/発表者名
      安陪大治郎、福岡義之、堀内雅弘
    • 学会等名
      第79回日本生理人類学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 新編 生理人類学入門(第3章3項「直立二足歩行・走行」31-34頁)2022

    • 著者名/発表者名
      安陪大治郎
    • 総ページ数
      263
    • 出版者
      (株)国際文献社
    • ISBN
      9784910603025
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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