ヒト手首関節のインピーダンス制御に果たす脊髄神経機構の役割

脊髓神经机制在人体腕关节阻抗控制中的作用

• 批准号: 10780023
• 负责人: 加藤 荘志
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10780023/
• 关键词: 手首関節; ヒト; 運動制御; インピーダンス; スティフネス; 粘性; 脊髄神経機構; 伸張反射

平成11年度は、1.虚血性神経ブロックが関節インピーダンスに与える影響、2.骨格筋へ与えた振動刺激が関節インピーダンスに与える影響、の2点について検討した。1.ヒトの上腕部を虚血することにより、前腕筋群を支配している神経群の活動を一時的にブロックすることができる。この手法(虚血性神経ブロック)を用いて、筋紡錘由来のIa群感覚神経の伝導を一時的に阻止した際、関節インピーダンスにどのような変化が現れるのかを検討した。一連の実験から、以下の結果が得られた。(1)虚血性神経ブロックによる慣性モーメントの変化は観察されなかった。(2)関節まわりのスティフネス及び粘性は、虚血中の方が虚血前よりも低下した。虚血解放後には、虚血前の値に戻った。以上から、伸張反射が関節まわりのスティフネスと粘性に影響を及ぼすことが確認された。2.骨格筋へ機械的振動を与えることにより、持続的な筋活動が生じる。これは、末梢の感覚器官(主として筋紡錘やゴルジ腱器官)からの感覚性インパルスが上行し、反射回路が附活された結果と解釈できる。そこでこの現象を利用して、骨格管へ与えた振動刺激が関節インピーダンスにどのような影響を与えるのかを検討した。刺激装置の振動部分を、前腕屈筋群ならびに伸筋群の皮膚上に固定し、一定周波数で持続的に振動刺激を与え、その期間中に関節インピーダンスの推定を行った。一連の実験から以下の結果が得られた。(1)片方の筋群のみに振動刺激を与えた場合、刺激周波数が高まるにつれて、関節まわりの粘性およびスティフネスは増大した。(2)屈・伸筋群両方へ振動刺激を与えた場合、低い周波数では粘性およびスティフネスは共に増大した。しかし、高い周波数の振動刺激を屈・伸筋群へ同時に与えると、粘性およびスティフネスは低下する現象が観察された。以上から、関節まわりのスティフネスと粘性に対して、伸張反射が影響を及ぼしうることが確認できた。

在1999财年中，我们检查了两个点：1。缺血神经阻抗对关节阻抗的影响，以及2个。应用于骨骼肌对关节阻抗的振动刺激的影响。 1。一个人上部的缺血可以暂时阻止控制前臂肌肉群的神经群体的活性。使用这种技术（缺血性神经阻滞），我们研究了当暂时阻断源自肌肉纺锤体的IA组的感觉神经时，关节阻抗会发生什么变化。一系列实验给出了以下结果：（1）观察到由于缺血性神经阻滞而导致的惯性矩没有变化。 （2）在缺血期间，关节周围的刚度和粘度降低了。缺血释放后，这些值恢复了preishemia。从上面可以证实，延伸反射会影响关节周围的刚度和粘度。 2。骨骼肌的机械振动会产生持续的肌肉活动。这可以解释为来自外围感觉器官（主要是肌肉纺锤体和高尔基肌腱器官）的感觉冲动的结果，并激活了反射电路。因此，我们使用这种现象来研究振动刺激如何应用于骨骼管的方式会影响关节阻抗。刺激装置的振动部分固定在前臂屈肌和伸肌的皮肤上，并以恒定频率连续施加振动刺激，并在此期间估计关节阻抗。一系列实验得出以下结果：（1）仅将振动刺激应用于一个肌肉群时，关节周围的粘度和刚度随着刺激频率的增加而增加。 （2）当将振动刺激施加到屈曲和伸肌肌肉上时，粘度和刚度在低频下都会增加。しかし、高い周波数の振动刺激を屈・伸筋群へ同时に与えると、粘性およびスティフネスは低下する现象が観察された。从上面，可以证实延伸反射可以对关节周围的刚度和粘度产生影响。

项目成果

加藤 荘志、辻 敏夫: "脊髄反射回路の工学モデル"バイオメカニズム学会誌. 23. 151-156 (1999)

Shoji Kato、Toshio Tsuji：“脊髓反射回路的工程模型”生物力学学会杂志 23. 151-156 (1999)。