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2022 年度 実績報告書

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
キーワード表面筋電図 / 動作分析 / 歩行 / 筋協調
研究実績の概要

歩行動作は,接地時における荷重応答や遊脚の加減速といったサブタスクを連続的に実行することで達成される.いずれかのサブタスクの力学的・運動学的特性の変更は他のサブタスクの実行にも影響を及ぼすと考えられる.こういったサブタスク間の相互依存性は,リハビリテーションのような運動学習が必要な場面においては念頭に置いた方が有益な治療につながるであろう.しかし,サブタスク間での相互依存性についてはほとんど理解が進んでいない.本研究の目的は,歩行動作を構成する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である.今回は,推進力生成と遊脚時のクリアランスを取り扱うこととした.推進力生成と遊脚時のクリアランス高の調整は,足関節底屈筋と足関節背屈筋の振幅を筋電図バイオフィードバックで調整することで達成した.実験では被検者に,筋活動を通常歩行時の1.4倍に増加させる条件と(High),通常歩行と同等の活動に合わせる条件(Normal)を実施してもらった.そして,歩行中の表面筋電図から筋シナジーを抽出し,条件間で特徴を比較した.足関節底屈筋を調整する実験課題の分析の結果,筋シナジーの明確な微調整は確認できなかったものの,筋ごとの調整が観察された.High条件では,立脚後期での膝関節屈曲筋のピーク活動の増加と膝関節伸展筋のピーク活動の低下がみられた.この調整は,筋シナジーの調整とは独立してなされ,膝関節屈曲による追加的な推進力の生成に寄与する可能性がある.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.最終年度は上記の分析を進め,論文を国際学術雑誌に投稿した.今後は足部クリアランス高の調整に関する研究を推進し,研究成果の汎用性を明らかにすることが課題である.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022

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

    • 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 ページ: e15288

    • DOI

      10.14814/phy2.15288

    • 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

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公開日: 2023-12-25  

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