|
本研究では，ヒト二足運動の神経制御メカニズムを明らかにすることを目的として，歩行開始動作と歩行停止動作の数理モデルの構築および運動計測実験を行ってきた．二足歩行運動と立位姿勢の遷移過程であるこれらの動作の制御メカニズムを明らかにすることにより，歩行運動および立位姿勢維持の制御メカニズムの理解の深化も期待される．
本年度は，バネ-質点モデルを用いたヒト二足運動遷移動作の制御に関する解析および数値シミュレーション，ヒト歩行開始動作の神経筋骨格モデルの構築，および超低速歩行動作の解析とその数値シミュレーションを行った．バネ-質点モデルを用いたヒト二足運動遷移動作の研究では，立位姿勢から歩行を経由して走行運動を実現し，その後再び歩行動作を経由して二足運動を停止する過程の数値シミュレーションを行い，二足運動制御において前方に位置する脚の足関節トルクの制御が重要であることを明らかにした．これに基づくヒト歩行開始動作の神経筋骨格モデルの構築により，歩行開始動作の神経制御メカニズムを明らかにしつつある．また，超低速歩行動作の計測実験およびモデルシミュレーションにより，立位姿勢と歩行動作の安定性は連続的には論じることが困難であり，両者の神経制御メカニズムの差異および，その不連続な変化が生じる歩行速度を明らかにしつつある．これは，ヒトの歩行速度と筋活動の関係は単純な線形的関係であるとした先行研究では説明できない結果であり， 立位姿勢と歩行運動の遷移動作である歩行開始動作および歩行停止動作の制御メカニズムの理解における重要な知見をもたらされたと考えられる．
本研究で得られた上記の結果は，ヒト二足運動の本質的な制御メカニズムを理解する上で大変重要である．以上の知見を基盤として，ヒトが獲得した二足運動神経制御メカニズムに関する理解のさらなる深化が期待される．
|
