外乱に対する転倒回避動作における姿勢制御目標とその制御因子の解明

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日常生活で生じる様々な外乱に対応し転倒を回避するためには，「下肢によるステップ動作」によりバランスを維持・回復することが重要となる．高齢者では反射的な運動能力の低下が予想される一方で，「予期せぬ外乱に対する反射的ステップは，若年者に比べて早い」という逆転現象が見られる．しかし，その具体的なメカニズムは明らかでなく，転倒予防に効果的な介入法は確立されていない．本研究では，転倒に結びつく高齢者特有の姿勢制御メカニズムを，実験とシミュレーションの両面から解明することを目的とする．具体的には，自発的・反射的ステップにおいて（１）実験的に制御目標に介入することと，（２）異なる制御目標を設定した姿勢応答のシミュレーションを実行することで，若年者と高齢者に見られる姿勢制御方略の違いを転倒回避動作における制御目標と制御因子の観点から明らかにする．本研究の進捗はおおむね順調である．本年度の主な成果は，（１）若年者および高齢者の筋機能を表現した筋骨格モデルを構築したこと，（２）これらのモデルの検証として，椅子からの起立動作をシミュレートし，高齢者特有の起立動作方略を明らかにしたことである．具体的には，若年者モデルは，座面から臀部が離床する際に身体重心の運動量を利用した方略を取るのに対し，筋機能が低下した高齢者モデルは，その方略による起立が遂行することが出来ず，重心の安定性を重視した方略を取らざるを得ないことが明らかになった．この結果は，実験的に得られている高齢者特有の起立方略と一致しており，このモデルの妥当性を確認することが出来た．この研究成果は，本年度の7月に開催された国際学会で発表済みである．本年度の成果を踏まえ，次年度は歩行中に外乱が身体に加わった際の転倒回避動作をシミュレートし，高齢者に見られる姿勢制御方略を明らかにすることに取り組む．