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呼吸筋による盗血現象が手指筋の力制御能力を低下させるか?~管楽器演奏を想定して~

研究課題

研究課題/領域番号 20K11466
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59030:体育および身体教育学関連
研究機関京都市立芸術大学

研究代表者

上 英俊  京都市立芸術大学, 美術学部/美術研究科, 教授 (90433242)

研究分担者 吉武 康栄  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (70318822)
鷲野 壮平  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (30850937)
空閑 佐智子  京都外国語大学, 外国語学部, 准教授 (10573553)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード身体運動 / 血流量 / 脳機能 / 演奏活動 / 呼吸筋 / 血流 / 盗血現象 / 運動調整能力 / 新型コロナウィルス / 感染拡大防止 / 実験実施制限 / 運動制御能力
研究開始時の研究の概要

血流は,どのような生理学的条件下でも,呼吸筋と脳へ最優先に配分される.運動時には運動筋とともに,換気の増加にともない活動が増加する呼吸筋への血流再配分が増加し,その代償作用として安静にしている四肢への血流は低下する.つまり,それまで安静状態であった別の筋が急遽運動を開始する場合は,血流が低下した状態での運動を強いられるため,筋活動様相が変容し,運動制御能が低下する可能性がある.
呼吸筋の鍛錬によって同一負荷での運動時に呼吸筋への血流の再配分の増加が抑制できれば,別の筋での血流低下は抑制され,運動制御能の低下が抑制可能であると考えられる.本研究ではこれら2つの可能性を検証することを目的とする.

研究成果の概要

呼吸筋への血流を外因的に増加させた直後,血流が低下している他筋の力制御能への影響を検証した.50%VO2maxでの運動(E)と,E条件に30%MIP の呼吸負荷を加えた呼吸負荷運動(BE)で上肢の巧緻性と筋活動を測定した.その結果,上腕動脈血流量はBE条件で減少し,PostではE条件より低値を示した.等尺性力調節中の力標準偏差は,条件間で差がなかった.一方,3-15Hz成分を抽出すると,力の標準偏差はPostにおいてBE条件で低値を示した.以上のことより,下肢運動中に呼吸筋活動が増大すると,非活動肢の血流量は減少し,力発揮中には3-15Hz成分の力変動が低下することが明らかとなった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

スポーツや演奏活動では,激しい呼吸活動を伴いながら四肢活動の微調整を求められる事がある.例えば,バイアスロン(クロスカントリースキー+射撃)や管楽器の演奏であり,激しい呼吸時に指先の調整能力の低下を経験することがあったが,科学的に証明されていなかった.
本調査にて呼吸筋活動増大に伴う非活動肢の血流量の減少及び力発揮中には3-15Hz成分の力変動が低下することが明らかとなった.このことから,呼吸筋トレーニングにより,このような状況が想定される場面でのパフォーマンス軽減が期待される.日々,鍛錬に励む競技者・演奏者にとって,パフォーマンスを低下させる要因を1つでも排除できることは非常に意義が大きい.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] トレーニング運動自体をデバイスとした新たな電子楽器の創出~「楽しんで鍛えられる」運動トレーニング法を考慮する~2023

    • 著者名/発表者名
      今田磨己、上英俊、空閑佐智子、吉武康栄
    • 学会等名
      第24回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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