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歩行動作を構成する生体力学的サブタスク間での相互依存性

研究課題

研究課題/領域番号 21K17627
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

木伏 紅緒  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 助教 (30844998)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード筋シナジー / 筋協調 / 表面筋電図 / 歩行 / 運動学 / 動作分析
研究開始時の研究の概要

ヒトの歩行動作は,接地時における荷重応答,足関節底屈・股関節伸展による推進力生成,遊脚の加速,減速といったサブタスクによって構成されている.いずれかのサブタスクを異なった動作パターンを出力するように制御するためには,他のサブタスクの制御にも変更を加えなければならないと考えられるが,これについてはほとんど理解が進んでいない.そこで本研究では,歩行動作を構成するサブタスク間での神経筋制御の相互依存性を明らかにすることを目指す.具体的には,遊脚速度を変更させるときに同期的な筋活動パターンがどのように調整されるかを明らかにする.

研究成果の概要

歩行動作は,荷重応答や遊脚の加減速などのサブタスクを連続的に実行することで達成され,これらのサブタスクは相互依存している.本研究では,推進力生成とクリアランス高の調整に焦点を当て,サブタスク間での相互作用を筋シナジー(同期的な筋活動パターン)の観点から明らかにすることを目的とした.実験では足関節まわりの筋活動を調整し,推進力生成とクリアランス高を調整してもらい,計測した表面筋電図から筋シナジーを抽出した.その結果,足関節底屈筋を調整する場合,個々の筋レベルでは他のサブタスクに影響するものの,筋シナジー単位では影響しないことが明らかになった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,足関節底屈筋の活動を調整する場合,筋シナジー単位では他のサブタスクに影響しないものの,個々の筋レベルでは影響することが明らかになった.この成果は,これまで知られなかったサブタスク間での相互依存性について理解が深められたという学術的な意義がある.また,サブタスク間の相互依存性をふまえたリハビリテーションやトレーニング方法の考案につながる可能性がある.

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Modular control of muscle coordination patterns during various stride time and stride length combinations2022

    • 著者名/発表者名
      Kibushi Benio、Moritani Toshio、Kouzaki Motoki
    • 雑誌名

      Gait & Posture

      巻: 94 ページ: 230-235

    • DOI

      10.1016/j.gaitpost.2021.04.006

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory sEMG biofeedback for reducing muscle co‐contraction during pedaling2022

    • 著者名/発表者名
      Kibushi Benio、Okada Junichi
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 10 号: 10

    • DOI

      10.14814/phy2.15288

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disturbance of neural coupling between upper and lower limbs during gait transition2021

    • 著者名/発表者名
      Kibushi Benio、Kihira Naoto、Moritani Toshio、Kouzaki Motoki
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 761 ページ: 136100-136100

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.136100

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 筋電図バイオフィードバックによる歩行中の身体重心加速度の低減2022

    • 著者名/発表者名
      木伏紅緒, 前角馨, 木村哲也
    • 学会等名
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 歩行におけるモジュール式制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      木伏紅緒
    • 学会等名
      計測自動制御学会 ライフエンジニアリング部門シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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