Redundant strategy in motor learning process for preventing a fall from unstable movement

运动学习过程中防止因不稳定运动而跌倒的冗余策略

基本信息

批准号：
21H03343
负责人：
神崎素樹
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

立位から歩行に動作が移行する不安定な姿勢環境下における冗長自由度簡略化の観点から転倒回避戦略に関する実験を行った。【実験1】立位時に身体をさまざまな方向に傾けた不安定な立位姿勢時にさまざまな方向に歩行の一歩目を行うステップ課題を行った。課題中、下肢16筋から表面筋電図を取得した。その結果、立位を傾けた方向にステップ課題を行うと、筋シナジーの数は4個であり、立位を傾けた方向と違う方向にステップ課題を行うと、筋シナジーの数は5個以上であった。このことから、立位から歩行への移行する不安定な姿勢でも自由度が簡略化されていること、ステップ課題が複雑になるほど、筋シナジーの個数が増えることが明きからになった。【実験2】ヘッドマウントディスプレイを装着し、仮想環境下において高さの異なるまたぎ動作中の筋シナジーを検討した。課題中、下肢16筋から表面筋電図を取得した。立位から歩行動作の移行中に障害物を跨ぐという不安定要素が増えると、筋シナジーの個数も増えることが分かった。また、障害物を跨ぐ、先導脚と後続脚の筋シナジーは異なり、後続脚は先導脚の情報をもとに、自由度簡略化して障害物を回避していることが示唆された。また、高さがたかくなればなるほど先導脚の役割が重要となり、先導脚の筋シナジーの個数は増え、後続脚の筋シナジーは変化しなかった。本年度から、コロナウイルス感染症拡大防止の実験規制が緩和され表面筋電図を取得することが可能となった。

我们在不稳定的姿势环境中简化了冗余自由度方面进行了一个实验，以简化冗余自由度，在这种姿势环境中，运动从站立到步行。 [实验1]我们执行了一项步骤任务，以在站立时朝着各个方向行走的第一步，在不稳定的站立位置，在各个方向上倾斜身体。在任务过程中，从下肢的16个肌肉中获得表面肌电图。结果，当朝着站立位置倾斜的方向执行步骤任务时，肌肉协同数为四个，而当步骤任务朝着与站立位置倾斜的方向不同的方向执行时，肌肉协同数的数量为五个或更多。这表明，即使在从站立到步行的不稳定姿势中，自由程度也被简化了，越复杂的步骤任务，肌肉协同作用的数量就越大。 [实验2]在虚拟环境中具有不同高度的跨跨运动过程中，附有一个头部安装的显示屏，以检查肌肉协同作用。在任务过程中，从下肢的16个肌肉中获得表面肌电图。已经发现，随着从站立位置到步行运动的过渡期间跨障碍物等不稳定性因素，肌肉协同作用的数量也增加了。此外，跨越障碍物的领先腿和尾腿之间的肌肉协同作用有所不同，建议尾腿简化了根据前导腿的信息来避免障碍的自由度。此外，高度越高，领先腿的作用就越重要，并且领导腿中的肌肉协同作用增加，并且在随后的腿上的肌肉协同作用保持不变。从今年开始，已经缓解了防止冠状病毒感染扩散的实验限制，从而可以获得表面肌电图。