2019 Fiscal Year Annual Research Report
身体運動における個性の発生原因の探究－パワー発揮への姿勢の影響に着目して－
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18J22999
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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大村 玲音 東京大学, 総合文化研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 機能論的説明 / バイオメカニクス / 個人差 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スポーツバイオメカニクスは、古典力学の知識に基づき、どのような力が身体運動を生じさせているのかを解明することを主たる目標とする。しかし、身体運動のより深い理解のためには、運動中に作用している力自体が何故そのような態様となるのかを説明することが時に要請される。この時、その力がどのような物理/物質的過程から発生したのかという観点からの因果論的説明と、その力が運動課題を遂行する上でどのような役割を果たしているのかという観点からの機能論的説明という二つの説明様式が大まかには存在するが、これらはかなり性質の異なるものであるにも関わらず、動作解析研究の文脈においては混同を招きやすいことをこれまでに指摘した。
さらに、スポーツバイオメカニクスにおいては、機能論的説明を行うための方法論を確立することが重要であることを、その認識目標及び認識上の制約との関係から導く議論を整備した。前者については、ある動作技法が何故良いものであるのかということを説明、理解することがスポーツバイオメカニクスにとって重要な課題であるが、その際にはある動作技法が当該動作課題を遂行する上でどのような利点をもっているのかといったことを説明する必要があり、これは、その動作技法がどのような因果的過程から発生しているのかを把握するのみでは説明できないものであるということを指摘した。後者については、スポーツバイオメカニクスにおいては厳密な統制実験や状態の正確な計測の困難性があることが、運動中に作用している力の因果論的説明を完遂する上での障壁となることを指摘した。
これらの成果は、従来体系化が不十分であった、身体運動における運動を構成する個別要素のふるまいの機能論的説明を行うための方法論を確立することの必要性をより明確に示すものである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理論的研究としては、因果論的説明と機能論的説明の峻別論に加えて、動作課題遂行時の時々刻々の身体の動きが、どのような全身の筋力発揮によって生成されたのかを分析するInduced acceleration analysis (IAA) という動作解析研究において近年重要視されている解析手法に対して、その方法論的妥当性に対する批判が存在することに着目し、IAAによって導かれる解析結果の意味について検討した。その結果、IAAによって算出される、個別筋が発揮した力の全身の動きへの貢献量には、複数の筋間の協働的関係性が考慮されていないことが、直観に反する解析結果が時に導かれる理由であることを特定した。複数の筋間の協働的関係性を考慮するとは、つまり筋ごとの機能的役割分担を把握するということであり、したがって、力から加速度への純粋な因果関係を抽出すると考えられていたIAAという手法においても、要素間の機能的関係性についての検討を並行して行う必要があることが示された。
また、身体特性の微妙な個人差による運動課題遂行パターンの変化を検討するためのモデルとして、皮膚表面からの冷却によって特定筋の筋力を一時的に20%程度低下させる介入を行った際の身体運動の適応的変化を分析することを計画し、まずは、冷却介入を行った際の筋力低下効果が、動作課題遂行実験を行うための準備時間や複数回の試行実施中において十分に安定した状態を保つことができるかを検証した。具体的には、等速性の膝関節伸展動作を実験課題として冷却処置を行った際の筋力低下効果の安定性を評価した。その結果、冷却処置中に対象筋の力発揮を行うことは、若干の筋力回復を引き起こすものの、その効果は、筋力低下効果全体と比較すると小さく、筋力低下効果の安定性の観点からは、特定筋弱化時の運動の適応を観察するためのプロトコルとして利用可能なものであることが分かった。
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| Strategy for Future Research Activity |
下肢の特定筋に対して冷却処置を行った際の下肢筋群の協働的活動パターンの適応の有無や態様を検討するために、下肢筋群が大きな力発揮をすることを必要としながらも、動作遂行スピードが遅く実施に際する危険度が低く、なおかつ、バランスを維持するための複雑な筋間の協働関係が必要と考えられる片脚でのスクワット動作を実験課題とした実験を行い、筋電図解析などを通じて、冷却処置によって作出された特定筋弱化時の下肢筋群の協働的活動パターンの変化を分析する。そのための準備段階として、冷却処置を行った際の筋力低下効果が意図した特定筋の筋力低下効果以外の効果をどの程度生じるのかを見積もる必要がある。そのための手段として、まず冷却対象筋の隣接筋への影響が小さなものであるかを確認するため、電気刺激によって非随意的な筋力発揮を隣接筋に行わせ、冷却処置を行っている場合と行っていない場合における発揮トルクの比較を行う。さらに、末梢に対する冷却刺激によって中枢神経系の活性水準に影響が出ないかを検証するために、冷却対象筋の反対脚における膝関節伸展動作時の発揮トルクにどのような影響が及ぶかを調べる。
特定筋弱化時の適応的な筋活動パターンの変化が観察される場合、それは同一の動作課題を遂行する際に充足する必要がある機能的要件が異なる因果的経路を介して実現されたことを意味する。そこで生じている事象を説明・理解するための枠組みとして、これまで構築してきた、運動を構成する個別要素のふるまいについての機能論的説明とはどのようなものであるかについての知見が有用である。そこで最終的には、理論的考察と実験的観察双方の成果をまとめることで、この同一動作課題遂行時の多様な実現経路と機能論的説明の関係というスポーツバイオメカニクス研究一般において重要となる問題に対する基本的解釈原理の提示を目指す。
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Research Products
(1 results)
