ヒトの歩行動作における制御機構の解明

阐明人类步行运动的控制机制

基本信息

批准号：
16J07348
负责人：
木伏紅緒
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

歩行における筋や関節の協調に着目してこれまで研究を進めてきた。筋および関節間の協調は筋シナジーと運動学シナジーを調べることにより定量的解析が可能である。本研究は歩行中の筋シナジーおよび運動学シナジーにおける活動パターンの特性を明らかにすることを目的としている。具体的には、以下の2点について本年度は明らかにした。①　歩行速度の変化にともなう筋シナジーの活動度における安定性筋シナジーの活動度における最大リアプノフ指数と最大フロケ乗数を算出することにより、筋シナジーの活動度における安定性を定量した。実験では様々な歩行速度で歩行中の表面筋電図（下肢12筋）を計測した。表面筋電図から非負値行列因子分解によって筋シナジーを抽出し、筋シナジーの活動度における最大リアプノフ指数と最大フロケ乗数を算出した。解析の結果、筋シナジーの活動度における発散性は歩行速度の上昇に伴い増加するが、周期性は安定的に保たれることが明らかとなった。この研究成果に関して、国際会議において口頭発表を行い、国際誌に採択された。②　非最適な歩行における運動学シナジーの時間協調における安定性様々なストライド長とストライド時間の組み合わせで歩行している際の運動学シナジーを抽出し、運動学シナジーの時間協調における最大リアプノフ指数を算出した。被験者は3種類の歩行速度を5種類のストライド長で歩行した。歩行中のセグメントの仰角データに特異値分解を施し、運動学シナジーを抽出した。解析の結果、時間協調の発散性は、著しい小股と高速度帯において高いことが明らかとなった。この成果は国際会議にて発表され、Student travel awardを受賞した。さらに、国際誌に研究成果が採録された。

到目前为止，我们一直在进行研究，重点是步行期间的肌肉和关节。可以通过检查肌肉协同作用和运动学协同作用来定量分析肌肉和关节之间的协调。这项研究旨在表征步行过程中肌肉和运动学协同作用的活动模式。具体来说，今年透露了以下两点。 1。通过计算最大Lyapunov指数和肌肉协同活性水平的最大Floquet乘数来量化肌肉协同活性水平的稳定性。在实验中，以各种步行速度行走时测量了表面肌电图（12个下肢肌肉）。通过非阴性基质分解从表面肌电图中提取肌肉协同作用，并计算了最大的lyapunov指数和最大的Floquet乘数在肌肉协同作用中。分析表明，肌肉协同活性的差异随着步行速度的提高而增加，但周期性保持稳定。这项研究结果是在国际会议上口头介绍，并由国际杂志选择。 ②在步行过程中，在具有各种步幅长度和步步时间的各种组合过程中，运动运动协同的时间协调稳定性在非最佳步行运动学协同作用中提取，并计算了运动协同作用的最大lyapunov指数。受试者以三种不同的步行速度以五个不同的步行长度行走。在步行过程中，在提取运动学协同作用的过程中，对段的高度角度数据进行了奇异的值分解。分析表明，在明显较小和更高的速度带中，时间协调的差异很高。这项成就是在国际会议上提出的，并获得了学生旅行奖。此外，在国际期刊中收集了研究结果。