Mechanism of neuromuscular control of thigh muscle in top sprinters

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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。