アスリートの巧みな上肢操作を支える運動修正能力の特殊性とその神経基盤

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本研究の目的は，アスリートの上肢運動における潜在的な運動修正能力に着目し，運動を妨害する外乱（機械的摂動）に対して，筋の長さ変化に対する反射応答である伸張反射をどのように利用しながら，競技特異的な上肢操作を実現しているかを究明することである．初年度である2022年度は，ロボットマニピュランダムKINARMを用いて，力場環境における上肢姿勢保持課題を構築し，ランダムなタイミングで左右どちらかに機械的摂動を与え，摂動肢／非摂動肢にどのような伸張反射応答が検出されるかを表面筋電図から評価する実験系を構築した．この実験系を用いて，一般健常者15名，アスリート群の代表として体操競技者15名を対象に積み上げた．その結果，一般健常者においてはいかなる課題においても摂動肢のみに伸張反射応答が出現した．それに対して体操競技者では，次に左右のどちらが摂動を受けるかが自明な場合においては摂動肢のみに伸張反射応答が出現するのに対して，左右のどちらが摂動を受けるかが分からないランダム条件においては摂動肢・非摂動肢の双方に伸張反射応答が出現することが明らかとなった．とくにこうした傾向は，経皮質成分と呼ばれる比較的潜時の長い伸張反射成分に顕著であったことから，アスリートの脳・神経系では，左右の皮質間の連携により，「反射」という低次のシステムから競技に特化した適応が生じている可能性が示唆された．また，現在は伸張反射応答の調整への皮質活動の関与をより因果的に検証すべく，経頭蓋磁気刺激を用いた実験系の構築に着手している．