Experimental approach for integrative gait control using sinusoidal speed changing protocol

歩行中の下肢関節角度（股-膝-足）は各々が独立して変動しているように見えるが、三次元プロットすると一平面で近似できる。これは下肢3関節が鉛直方向に統合制御されていることを意味し、Planar Covariation Law（PCL）と呼ばれている。これは脊髄に分散するセントラル・パターン・ジェネレータに制御されており、歩容の安定性に強く関与している。ところが、近年の研究で躓きや障害物回避など幾つかの条件が揃うとPCL平面に歪みが発生することが分かってきた。R4年度は加齢と運動習慣が歩容安定性に及ぼす影響を検討するため、若年鍛錬者、若年非鍛錬者、高齢鍛錬者を対象に正弦波状に歩行速度が変動する条件（=連続過渡応答条件）で歩容変動を比較した。PCL平面の歪みを進行方向の歩容変動とし、速度変化の影響を受けにくい歩隔変動率（%）を横方向（進行方向に対する直行軸）の歩容変動とした。これまでの先行研究では任意の定常速度で歩容変動を評価しているため、各々のデータを直接比較できなかったが正弦波速度変動条件ではその問題を回避できる。本年度は自由歩行速度を基準とした±2kmの速度振幅で30秒-60秒-120秒周期のPCL平面の歪みと歩隔変動率を比較検討した結果、PCL平面の歪みと歩隔変動率に周期依存性は見られなかった。また若年非鍛錬者の歩隔変動率が他群よりやや大きい傾向は見られたが、高齢鍛錬者群と若年鍛錬者群に統計的有意差は見られなかった。これらの結果は定期的な運動習慣によって高齢者でも歩行の安定性を若者と同程度に維持することが可能であることを意味している。言い方を変えると、若者でも運動習慣を持たない場合、高齢者レベルまで歩容の安定性が低下することが示された。また、速度変動と歩幅-ステップ頻度の「位相差」と経済速度との関連性を示した論文が現在査読中である。

歩行中の下肢関節角度（股-膝-足）は各々が独立して変動しているように見えるが、三次元プロットすると一平面で近似できる。これは下肢3関節が鉛直方向に統合制御されていることを意味し、Planar Covariation Law（PCL）と呼ばれている。これは脊髄に分散するセントラル・パターン・ジェネレータに制御されており、歩容の安定性に強く関与している。ところが、近年の研究で躓きや障害物回避など幾つかの条件が揃うとPCL平面に歪みが発生することが分かってきた。R4年度は加齢と運動習慣が歩容安定性に及ぼす影響を検討するため、若年鍛錬者、若年非鍛錬者、高齢鍛錬者を対象に正弦波状に歩行速度が変動する条件（=連続過渡応答条件）で歩容変動を比較した。PCL平面の歪みを進行方向の歩容変動とし、速度変化の影響を受けにくい歩隔変動率（%）を横方向（進行方向に対する直行軸）の歩容変動とした。これまでの先行研究では任意の定常速度で歩容変動を評価しているため、各々のデータを直接比較できなかったが正弦波速度変動条件ではその問題を回避できる。本年度は自由歩行速度を基準とした±2kmの速度振幅で30秒-60秒-120秒周期のPCL平面の歪みと歩隔変動率を比較検討した結果、PCL平面の歪みと歩隔変動率に周期依存性は見られなかった。また若年非鍛錬者の歩隔変動率が他群よりやや大きい傾向は見られたが、高齢鍛錬者群と若年鍛錬者群に統計的有意差は見られなかった。これらの結果は定期的な運動習慣によって高齢者でも歩行の安定性を若者と同程度に維持することが可能であることを意味している。言い方を変えると、若者でも運動習慣を持たない場合、高齢者レベルまで歩容の安定性が低下することが示された。また、速度変動と歩幅-ステップ頻度の「位相差」と経済速度との関連性を示した論文が現在査読中である。