Mechanism of neuromuscular control of thigh muscle in top sprinters

顶尖短跑运动员大腿肌肉的神经肌肉控制机制

• 批准号: 22KJ0713
• 负责人: 欠畑 岳
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0713/
• 关键词: 相反抑制; 脊髄反射; tSCS(脊髄刺激法)

ヒトの筋-神経制御のひとつに、主働筋が収縮(興奮= on)すると同時に、拮抗筋へは弛緩(抑制= off)の命令が送られる相反抑制という脊髄レベルでの神経制御機構が存在する。主働筋と拮抗筋の同時収縮は、素早い関節運動を阻害してしまう。そのため、主働筋への興奮の指令と協調し、対にある拮抗筋を抑制する相反抑制は、スプリント中の素早い下肢動作を可能にする合目的的な筋-神経制御であるといえよう。したがって、トップスプリンターは、優れた大腿筋の相反抑制の特性を有している可能性がある。本年度は、本研究のメインテーマである、「大腿筋の相反抑制の定量」を試みた。スプリンター10名、コントロール10名を被験者として実験を行った。仰臥位を維持している被験者の下肢を支配する第2-3腰椎神経へ脊髄刺激(電気刺激)を与え、両脚の大腿直筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、ヒラメ筋における脊髄反射を誘発した。このとき、以下の2つの条件における脊髄反射振幅値について観察した。①：条件刺激なし：被験者の安静を保たせたまま、脊髄刺激による下肢筋の脊髄反射を記録した。②：条件刺激あり：脊髄刺激の直前に、大腿直筋の支配神経への電気刺激(条件刺激)によって、反射振幅値が変化するか否かを観察した。その結果、②条件における大腿二頭筋の反射振幅値が、ある刺激間隔において低下する傾向が確認された。このことは、拮抗筋(大腿直筋)への刺激によって、大腿二頭筋への相反抑制が誘導されていた可能性を示唆する結果である。従来、相反抑制については、下腿筋（前脛骨筋ーヒラメ筋）をモデルに研究が進められ、その存在が確認されてきた。一方、大腿筋における相反抑制の定量は本研究が初の試みである。本研究の結果から、「大腿筋の相反抑制の定量」は、本研究の手法を用いることで、十分に定量が可能であることが示唆された。

人类肌肉神经系统控制之一是脊髓水平上的神经控制机制，其中主要肌肉收缩（激发= ON）和拮抗剂肌肉被迫放松（抑制作用= OFF）。主要和拮抗剂肌肉的同时收缩抑制了快速的关节运动。因此，可以说，互惠抑制与命令相协调，以刺激主肌肉并成对抑制拮抗剂，是一种有目的的肌肉神经系统控制，可以在冲刺过程中快速下肢运动。因此，TopSprinter可能具有大腿肌肉的极好的相互抑制特性。今年，我们试图量化大腿肌肉中对等肌肉的抑制，这是这项研究的主题。实验是用10个短跑运动员和10个对照作为受试者进行的。将脊髓刺激（电刺激）应用于支配抑郁位置的受试者的下肢的第二-3腰神经，从而在股骨直肌，股骨，胫骨，胫骨前和双腿的肌肉中引起脊柱反射。目前，在以下两个条件下观察到脊髓反射振幅值。 1：没有条件刺激：记录了由于脊髓刺激引起的下肢肌肉的脊柱反射，而受试者仍处于静止状态。 ②：条件刺激：在脊髓刺激之前，观察到反射振幅值是否由于电刺激（条件刺激）而变化，向股骨直肌的控制神经变化。结果，已经证实，在条件2下，股二头肌的反射幅度值倾向于在某些刺激间隔下降低。这表明刺激拮抗剂（股直肠）可能引起了股二头肌的相互抑制。传统上，对低腿肌肉（胫骨前肌肉前）进行了研究，以确认其存在。另一方面，这项研究是量化大腿肌肉相互抑制的首次尝试。这项研究的结果表明，可以使用本研究的方法进行充分量化“大腿肌肉中相互抑制的定量确定”。

项目成果

スプリント走における巧みな筋制御

冲刺跑时熟练的肌肉控制

• 发表时间: 2023
• 期刊: トレーニング科学
• 作者: Yamaguchi Susumu;on behalf of the Nagasaki SAH Registry Study;Horie Nobutaka;Sato Shuntaro;Kaminogo Makio;Morofuji Yoichi;Izumo Tsuyoshi;Anda Takeo;Suyama Kazuhiko;Matsuo Takayuki;欠畑岳
• 通讯作者: 欠畑岳

Interlimb and Intralimb Coordination of Rectus Femoris and Biceps Femoris Muscles at Different Running Speeds

• DOI: 10.1249/mss.0000000000003106
• 发表时间: 2023-05-01
• 期刊: MEDICINE & SCIENCE IN SPORTS & EXERCISE
• 影响因子: 4.1
• 作者: Kakehata，Gaku;Goto，Yuta;Kanosue，Kazuyuki
• 通讯作者: Kanosue，Kazuyuki

Why deceleration occur in the 100-m dash? : Timing of thigh muscle activity is a factor limiting performance.

100米短跑为什么会出现减速？

• 发表时间: 2022
• 作者: Kakehata G. Iso S. Kanosue K.