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2016 年度 実績報告書

ヒト静止立位姿勢の関節間協調運動を創発する神経系の制御戦略

研究課題

研究課題/領域番号 26750147
研究機関大阪大学

研究代表者

鈴木 康之  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (30631874)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード姿勢制御 / 間欠制御 / パーキンソン病 / 姿勢動揺
研究実績の概要

本研究では,ヒト静止立位姿勢に見られる関節間協調運動を創発する神経系の制御戦略を明らかにすることを目的とし,姿勢動揺計測実験およびヒト静止立位姿勢のマルチ剛体リンクモデルを用いた数値シミュレーションを行った.報告者が所属する研究グループでは,ヒト静止立位姿勢を維持する神経制御メカニズムとして"間欠制御仮説"を提唱している.間欠制御仮説に基づくデータ解析およびモデル解析により,我々が提唱する仮説が妥当であることを示唆する結果が複数得られた.
モーションキャプチャシステムを用いた若年健常者の姿勢動揺計測実験により,静止立位時の足関節および股関節運動の高周波数成分が逆位相の振動であることを明らかにした.ヒト静止立位姿勢のモデル解析によると,足関節および股関節の逆位相での振動は間欠制御仮説に基づいて立位姿勢維持を実現した際の柔軟な関節運動に起因するとして説明可能であるが,他の制御仮説では説明が難しい.これらの結果は,ヒトの静止立位姿勢が間欠制御仮説に基づく神経制御メカニズムによって維持されていることを示唆する.この結果は,国際会議での発表および論文発表により,世界に公表された.
床反力計を用いた健常者およびパーキンソン病患者の静止立位姿勢時の足圧中心点(CoP)の変動を詳細に解析し,CoPデータから健常者とパーキンソン病患者を大別できることを明らかにした.また,健常な高齢者とパーキンソン病患者のCoPデータの周波数解析により,CoPの変動パターンに差異があることを明らかにした.この結果は,国際会議で発表され,世界に公表された.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Istituto Italiano di Tecnologia(Italy)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Istituto Italiano di Tecnologia
  • [国際共同研究] Carnegie Mellon University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Carnegie Mellon University
  • [雑誌論文] Intermittent feedback-control strategy for stabilizing inverted pendulum on manually controlled cart as analogy to human stick balancing2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yoshikawa, Yasuyuki Suzuki, Ken Kiyono, and Taishin Nomura
    • 雑誌名

      frontiers in Computational Neuroscience

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fncom.2016.00034

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic determinants of the uncontrolled manifold during human quiet stance2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Suzuki, Hiroki Morimoto, Ken Kiyono, Pietro G. Morasso, and Taishin Nomura
    • 雑誌名

      frontiers in Human Neuroscience

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fnhum.2016.00618

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Intermittency and loss of intermittency during human motor control in health and disease2016

    • 著者名/発表者名
      Taishin Nomura, Yasuyuki Suzuki, Fu Chunjiang, and Ken Kiyono
    • 学会等名
      8th International Workshop on Biosignal Interpretation
    • 発表場所
      International House (Osaka, Osaka, Japan)
    • 年月日
      2016-11-01 – 2016-11-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Skin motion artifact in motion capturing of human bipedal gait: Characterization and influence on joint torque estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Takuya Inoue, Yasuyuki Suzuki, Ken Kiyono, and Taishin Nomura
    • 学会等名
      8th International Workshop on Biosignal Interpretation
    • 発表場所
      International House (Osaka, Osaka, Japan)
    • 年月日
      2016-11-01 – 2016-11-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Reinforcement learning for stabilizing an inverted pendulum naturally leads to intermittent feedback control as in human quiet standing2016

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Michimoto, Yasuyuki Suzuki, Ken Kiyono, Yasushi Kobayashi, Pietro Morasso, and Taishin Nomura
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Disney’s Contemporary Resort (Orland, Florida, USA)
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-20
    • 国際学会
  • [学会発表] The brain can mix different control strategies in a task-oriented and multi-referential manner: A simulation study2016

    • 著者名/発表者名
      Pietro Morasso, Taishin Nomura, Yasuyuki Suzuki, and Jacopo Zenzeri
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Disney’s Contemporary Resort (Orland, Florida, USA)
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Postural flexibility during quiet standing in healthy elderly and patients with Parkinson's disease2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Matsuda, Yasuyuki Suzuki, Naoya Yoshikawa, Tomohisa Yamamoto, Ken Kiyono, Takao Tanahashi, Takuyuki Endo, Kei Fukada, Kunihiko Nomura, Saburo Sakoda, and Taishin Nomura
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Disney’s Contemporary Resort (Orland, Florida, USA)
    • 年月日
      2016-08-16 – 2016-08-20
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト静止立位姿勢の神経制御と神経疾患によるその変容2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木康之,野村泰伸
    • 学会等名
      第55回 日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山市,富山県,日本)
    • 年月日
      2016-04-26 – 2016-04-28
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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