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2019 年度 実績報告書

予測的姿勢制御活動の学習メカニズムの解明と機能的姿勢制御トレーニングの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04750
研究機関広島大学

研究代表者

進矢 正宏  広島大学, 総合科学研究科, 准教授 (90733452)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード運動学習 / 姿勢制御 / ばらつき / 予測的姿勢制御 / モーションキャプチャ―
研究実績の概要

様々なスポーツにおいて、ステップ動作には素早さだけではなく正確性が要求される。また高齢者の転倒の主な原因の一つに、踏み誤りがあることからも、ステップ動作において足を正確に制御することの重要性が伺える。しかしながら、ステップの大きさや方向に関する制御方略と比較して、ステップに異なるレベルの正確性が求められる際の制御方略に関する知見は限られている。以上を踏まえ、2019年度は、前年度に引き続き、正確なステップ動作が要求される際の予測的姿勢制御(Anticipatory postural adjustment: APA)に関する研究を行った。被験者の前方床面に、前後方向の幅が2, 4, 6, 8 cmの梯子状のターゲットを設置し、ターゲットの上にステップしそのまま静止する課題を行った。この課題においては、被験者は、ターゲットの幅に応じて、足のステップ位置だけではなく、動的な重心状態を狭い領域内に留めることが要求されている。ターゲットの幅が狭い条件では、長いステップ時間をとるために、ステップ開始前の段階での前方への重心速度を遅くし、重心位置を支持脚側へ移動させていた。また、ターゲットの幅が狭い条件では、APAの際の足圧中心変位のパラメータやAPA終了時点での重心の位置や速度のばらつきが小さくなることが明らかとなった。これらの結果は、正確なステップが要求される際は、遅いステップ動作のための準備を行うとともに、APA制御そのものの正確性も向上させるという制御が行われることが明らかとなった。今後、前年度の成果と合わせて、国際誌での論文発表を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定通り、正確なステップを行う際の予測的姿勢制御に関する研究を行うことができた。2019年度末には、この成果を姿勢と歩行研究会にて発表する予定であったが、新型コロナウイルスによる影響のため、研究会が開催されなかったため、研究費の次年度への繰り越しを行った。また、正確なステップ動作のためには正確な姿勢制御が必要、という2019年度の成果を元に、2020年度は、姿勢制御トレーニングがステップ動作の正確性を改善するか、という仮説を明らかにするためのトレーニング実験を行うことを計画していたが、2020年度は4月から新型コロナウイルスの影響により、実験スケジュールの計画が困難であることが予想されるため、定期的な計測を必要としない実験を新たに考える必要に迫られている。

今後の研究の推進方策

当初、2020年度は、姿勢制御トレーニングがステップ動作の正確性を改善するか、という仮説を明らかにするためのトレーニング実験を行うことを計画していた。トレーニング実験では、事前計測・介入・事後計測までを、計画通りのスケジュールで遂行することが必要とされるため、新型コロナウイルスによる実験への制限がいつどのような形で行われるかが読めない状況下では、トレーニング実験を行うことは困難であると考えられる。そこで、2020年度は、トレーニング実験を諦め、多様な外部環境に合わせてどのような姿勢制御が行われるのかに関して、ステップ前の予測的姿勢制御に加えて、代表的な適応的移動運動である歩行中の障害物跨ぎ動作をモデル動作とした研究を行うこととする。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (8件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Human Navigational Strategy for Intercepting an Erratically Moving Target in Chase and Escape Interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui Kazushi、Shinya Masahiro、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Journal of Motor Behavior

      巻: 52 ページ: 750~760

    • DOI

      10.1080/00222895.2019.1692331

  • [雑誌論文] Spatiotemporal characteristics of an attacker’s strategy to pass a defender effectively in a computer-based one-on-one task2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui Kazushi、Shinya Masahiro、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54012-5

  • [雑誌論文] Underlying structure in the dynamics of chase and escape interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui Kazushi、Shinya Masahiro、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-51524-y

  • [雑誌論文] Sub-optimality in motor planning is not improved by explicit observation of motor uncertainty2019

    • 著者名/発表者名
      Ota Keiji、Shinya Masahiro、Maloney Laurence T.、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50901-x

  • [雑誌論文] Transcranial Direct Current Stimulation Over Dorsolateral Prefrontal Cortex Modulates Risk-Attitude in Motor Decision-Making2019

    • 著者名/発表者名
      Ota Keiji、Shinya Masahiro、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Human Neuroscience

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnhum.2019.00297

  • [雑誌論文] Risk aversion in the adjustment of speed-accuracy tradeoff depending on time constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Onagawa Ryoji、Shinya Masahiro、Ota Keiji、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48052-0

  • [雑誌論文] Accent Stabilizes 1:2 Sensorimotor Synchronization of Rhythmic Knee Flexion-Extension Movement in Upright Stance2019

    • 著者名/発表者名
      Etani Takahide、Miura Akito、Okano Masahiro、Shinya Masahiro、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Psychology

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fpsyg.2019.00888

  • [雑誌論文] Hybrid dynamics in a paired rhythmic synchronization-continuation task2019

    • 著者名/発表者名
      Okano Masahiro、Kurebayashi Wataru、Shinya Masahiro、Kudo Kazutoshi
    • 雑誌名

      Physica A: Statistical Mechanics and its Applications

      巻: 524 ページ: 625~638

    • DOI

      10.1016/j.physa.2019.04.102

  • [学会発表] 重心状態の正確性要求度が前方ステップの運動制御に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      山田 浩貴、進矢 正宏
    • 学会等名
      令和元年度広島体育学会
  • [学会発表] 左右異なる高さの障害物をまたぎ越す際のクリアランス2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 有花、進矢 正宏
    • 学会等名
      令和元年度広島体育学会
  • [学会発表] 重心状態の正確性要求度が前方ステップに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      山田 浩貴、進矢 正宏
    • 学会等名
      日本体育学会 第70回大会
  • [学会発表] 障害物越え動作における足の軌跡のばらつき2019

    • 著者名/発表者名
      藤井 義輝、進矢 正宏
    • 学会等名
      日本体育学会 第70回大会
  • [学会発表] Accuracy in control of center of mass during anticipatory postural adjustments prior to forward step.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada H., Shinya M.
    • 学会等名
      XXVII Congress of the International Society of Biomechanics (ISB2019)
  • [学会発表] Anticipatory postural adjustment for an accurate step.2019

    • 著者名/発表者名
      Shinya M., Yamada H.
    • 学会等名
      World Congress of International Society of Posture and Gait Research (ISPGR2019)
  • [学会発表] Speed-accuracy tradeoff in anticipatory postural adjustment for a forward step.2019

    • 著者名/発表者名
      Shinya M., Yamada H.
    • 学会等名
      29th Annual Meeting of Neural Control of Movement (NCM2019)
  • [学会発表] ポズナー課題を用いた左右に対する反応予測が与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      下田代 祐輔、進矢 正宏
    • 学会等名
      令和元年度広島体育学会
  • [学会発表] パススピードに応じたインサイドトラップ動作の変容2019

    • 著者名/発表者名
      下田代 祐輔、進矢 正宏
    • 学会等名
      日本体育学会 第70回大会
  • [学会発表] 力学的視点からみた柔道の投技に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      劉 凌駿、進矢 正宏
    • 学会等名
      日本体育学会 第70回大会

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公開日: 2021-12-27  

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