ヒト上肢の姿勢保持時における終点と平衡点の一致を利用した新しい筋シナジー推定法の提案

摘要

力学的に極めて冗長な身体運動システムの制御において，中枢神経系がどのように自由度を減らし，筋活動パターンを決定しているのか，また，その制御規範は何なのかは運動制御領域における古典的な未解決問題である[1][2]．当研究室では筋対群の共活性に基づく筋協調性に注目することでヒト随意運動の解析を行ってきた（図1)[3]．従来の方法では，1．筋骨格モデルを構成する筋がすべて等価である2．関節のモーメントアームが等しい3．各筋のMVC値（最大随意収縮時の筋電位）が既知であるという仮定の下で筋群活動の振る舞いを説明してきた．ある限定された運動については，これらの単純化されたモデルを用いて運動を説明することが出来たが，一般の生体運動では必ずしもこの仮定は妥当ではなく，特に，3番目の仮定はリハビリテーションを目的とする用途において実用面で大きな障害となる．そこで本論文では，「（比較的大きな筋力を必要としない）静止状態において，手先の終点位置と平衡点位置が一致する」という条件の下で，上記の仮定を置かずに筋シナジーを近似的に推定する方法について述べる．