| 研究課題/領域番号 |
17K13155
|
|---|
| 研究機関 | 神奈川大学 |
|---|
研究代表者 |
鈴木 崇人 神奈川大学, 人間科学部, 非常勤講師 (20638960)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | 筋シナジー / 下腿三頭筋 / 大腿四頭筋 |
|---|
| 研究実績の概要 |
日常生活における多くの動作が多関節運動であり、多関節にわたる複数の筋を協調させることが重要であるが、その制御メカニズムは未だ十分に明らかではない。複数の筋が小規模なグループ(筋シナジー)にまとめられて制御されている、という筋シナジー仮説に基づく研究も数多く行われてきたが、他の運動制御に関する仮説との比較から筋シナジー仮説の優位性を検証することも求められていた。本研究は、他の運動制御に関する説と比較しながら、足底屈筋群の等尺性・等速性収縮時の筋活動を詳細に検討し、それと垂直跳び時の筋活動の解析を合わせることで共通の筋シナジーを抜き出し、筋シナジーとトレーニング効果の関係を明らかにすることを目的とする。1年目は、随意運動における筋シナジーの関与を明らかにするために、下腿三頭筋の等尺性収縮中の活動に対する膝伸展筋群の活動の影響を検討した。低強度から高強度にわたる収縮強度で検討するため、身体の固定がしやすいダイナモメーター式筋力測定システムを用いた実験のデータを解析した。下腿三頭筋と膝伸展筋群の活動の関係について、30条件(足底屈強度10条件×膝伸展強3条件)において検討した。また足底屈筋群の等尺性収縮中の活動を説明するものとして、筋シナジー仮説と非制御多様体(Uncontrolled Manifold: UCM)仮説を比較するため、床反力計とモーションキャプチャーシステムを用いた予備実験を行った。さらに、足底屈筋群の等尺性収縮時と等速性収縮時の筋活動に対して筋シナジー解析を行う実験は解析を検討した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
低強度から高強度にわたる等尺性収縮時の下腿三頭筋の筋活動を回帰分析により解析した。低強度収縮において、下腿三頭筋を単独で収縮させた場合と膝伸展筋群と同時に収縮させた場合を比較したところ、特に腓腹筋内側頭の活動とヒラメ筋の活動の回帰係数が異なった。この成果はPLOS ONEに受諾され、筋シナジー解析として回帰係数を比較する手法を確立した。この手法は実験計画の全ての実験における基礎的なものであり、この手法が筋シナジー解析の一つとして認められたことにより実験計画を進展させることが可能となった。
当初1年目に予定していた、下腿三頭筋の等尺性収縮中の筋活動を筋シナジー仮説とUCM仮説の観点から解析して説明力を比較する実験については予備実験を終えた段階である。身体を固定する台と床反力計の隙間に位置することになる足部に貼付したマーカーをモーションキャプチャーシステムで捉える必要があるが、そのようなカメラ配置を検討することができた。また身体の固定方法も確立した。
当初2年目に予定した足底屈筋群の等尺性収縮時と等速性収縮時の筋活動に対して筋シナジー解析を行う実験は十分な被験者数を確保できていないが、データの解析をしている段階である。
以上のことから、おおむね順調に進展している、と考えられる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
当初1年目に計画していた足底屈筋群の等尺性収縮時の筋活動を筋シナジー仮説とUCM仮説の観点から解析して二つの仮説の説明力を比較する研究は、床反力計を小型の新しいものに変更するため実験設定を調整する必要がある。一方で、当初2年目に予定していた足底屈筋群の等尺性収縮時と等速性収縮時の筋活動に対して筋シナジー解析を行う実験はこれまでの実験機材を用いる上、本実験を進めている段階である。そこで、被験者を確保し、当初2年目に予定していた実験を先に進める。当初2年目に計画していた実験では、足底屈筋群の等速性収縮中に足底屈トルクを設定した値に随意で合わせ続けなければならないが、個人の技術的な問題で非常に困難である。また設定した値に合わせ続けられなかった場合、やり直す必要があるが、疲労の問題があり、足の固定を解除しなければならない。解除する回数が増加することで、足首の角度や位置を一定に保つことが難しくなる。そこで、被験者を実験条件に習熟させた後に、実験を行う。
当初2年目に計画していた実験の後に、当初1年目に計画した実験を行う。モーションキャプチャーシステムにより計測したマーカー位置座標データと床反力から足関節トルクと膝関節トルクを計算するため、外部から各関節を固定することができないが、実験対象とする運動強度が低強度であるため、足関節角度と膝関節角度を一定に保つことに関して問題はないと考えられる。また足関節角度と膝関節角度はゴニオメータにより観察する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
実験に必要な小型床反力計を1年目の研究費だけで購入することは困難であった。また論文掲載料などを支払うと購入は不可能であった。そのため、1年目の研究費を残し、2年目の研究費と合わせて小型床反力計を購入することを計画した。
|
