2015 Fiscal Year Annual Research Report
ヒトはなぜ二足で歩けるのか？哺乳類モデルから探る二足歩行の戦略とその進化
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15H04428
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平崎 鋭矢 京都大学, 霊長類研究所, 准教授 (70252567)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 直己 山口大学, 獣医学部, 教授 (20210982)
森 大志 県立広島大学, 保健福祉学部, 教授 (50301726)
中陦 克己 近畿大学, 医学部, 講師 (60270485)
荻原 直道 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70324605)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体機構 / ロコモーション / 霊長類 / 筋電図 / 運動解析 / 神経活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトは何故、二足で歩けるのか？直立二足歩行は哺乳類のロコモーションの中で特異な位置を占めるが、その獲得に際して、運動・姿勢戦略にどのような変化があったのかは未だ不明である。本研究では、神経系が作る戦略が筋を動員し、その結果が運動として現れるという考えに基づき、神経、筋、運動の３つのレベルにおいて二足歩行・姿勢の特異性を明らかにすることで、二足戦略の解明を目指す。
今年度は、(1)運動レベルでの分析を主に京都大と慶応義塾大で、(2)筋活動レベルでの分析を近畿大と山口大で、(3)神経レベルでの分析を主に近畿大で開始した。(1)については、京都大で飼養するニホンザルを用いて、通常の四足歩行と二足歩行時の、身体各部（頭部、体幹上部、体幹下部、前肢、後肢）の動きをビデオ映像を用いて分析した。同時に床反力の計測も行い、ニホンザルの二足歩行は力学的にはヒトの走行に類似することを確認した。(2)については、近畿大で飼養するニホンザルと山口大で飼養するラットの体幹および四肢の活動を調べた。その結果、いずれの種においても、二足歩行時では四足時に比べて多くの筋で活動の振幅が増大し活動時間が延長することが明らかになった。(3)の神経活動レベルでの歩行解析では、近畿大で飼養するニホンザル被験体の運動野、補足運動野から、歩行時の神経細胞外活動を導出し記録した。その結果、二足歩行時には神経細胞は発火頻度を増加させ、活動パターンも異なるものへと変化することが判明した。また二足歩行中には、左右下肢間の協調的制御に寄与すると思われる活動も観察された。27度に得られた研究成果の一部は、関連学会での発表や論文の執筆を通じて公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
交付額が申請額に対して約６割であったため、当初予定ていた装置の購入ができず、計画を大幅に変更せねばならなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度に行った研究を継続し、データ数を増やす。また、ラットの神経細胞活動記録を開始する。期間後半からは、得られた成果を持ち寄り、各レベルにおける「二足戦略」について解明を目指す。筋や骨の形態、および脳の形態についても検討を行い、運動データや神経活動データとの対応を見る。さらに、各レベルでの「戦略」が他のレベルでの活動とどのように関連するかについて、学会発表等に対する他研究者の批判やコメントも参考にしつつ検討する。
並行して、シミュレーションモデルを開発し、歩行制御についての逆動力学、および順動力学的解析を行う。特に、順動力学シミュレーションモデルについては、各パラメータに変更を加え、つまり、歩行戦略を人工的に変更し、生成される歩行の安定性やエネルギー消費量にどのような影響が生じるかを検討する。その結果から、二足歩行・姿勢戦略が何を優先させているのか、どのような意義を持つのかについて考察する
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