ストレッチ反射モデルを用いた筋電図からの高速および低速運動における下行性活性化パターンの推定 背景紹介 運動制御の分野において、脳からの下行性活性化（descending activation）は筋活性化の主要な源ですが、脊髄反射回路（spinal reflex loops）も運動生成において重要な役割を果たしています。脊髄伸張反射（spinal stretch reflex）は、筋長の変化に迅速に応答する短遅延の反射機構であり、筋力を調節することができます。しかし、脊髄反射が運動生成において果たす役割は広く研究されているにもかかわらず、現代の運動制御理論におけるその位置づけはまだ明確ではありません。脊髄反射が脳からの下行性活性化とどのように協調して働くかをより深く理解するために、Lei Z...

運動制御戦略の調整とタスク要求への適応 学術的背景 運動制御は神経科学や運動科学の中核的な研究分野であり、特に人間がどのように複雑な動作を計画し実行するかを理解する上で重要です。運動計画には、目標選択、タスク要求の適用、動作選択、および運動パラメータの設定など、複数のプロセスが関与しています。従来の見方では、運動計画と実行は比較的独立したプロセスであり、運動計画の完了には一定の時間が必要で、運動実行は計画が完了した後に開始されると考えられていました。しかし、近年の研究では、運動計画の一部が運動実行中に調整される可能性が示されており、この伝統的な二分法の見方に挑戦しています。 本研究は、運動制御戦略（control policy）がタスク要求に応じてどのように調整されるか、特に運動計画と実行の...

筋伸長と電気神経刺激がトルク生成に及ぼす影響 学術的背景 リハビリテーションやトレーニングプログラムにおいて、神経筋電気刺激（Neuromuscular Electrical Stimulation, NMES）は骨格筋機能を強化する効果的な方法です。しかし、従来の高強度NMESは高いトルクを生み出す一方で、明らかな不快感を伴うことがあります。近年、広パルス低強度のNMES（Wide-Pulse NMES）が代替案として注目されており、低強度刺激で高いトルクを発生させることができ、不快感も少ないとされています。しかし、特に異なる周波数や筋伸長の振幅下でのNMESのトルク出力をさらに最適化する方法については、まだ研究の余地があります。 本研究は、広パルスNMESと異なる振幅の筋伸長を組み合わせ...

高密度表面筋電図を用いたM波の局在化と測定の改善 学術的背景 表面筋電図（surface electromyography, sEMG）は、筋機能の研究や義肢の制御に有用なツールです。しかし、近隣の筋肉からの信号干渉（cross talk）により、その有効性が制限されることがよくあります。特に前腕のような筋肉が密集した領域では、信号干渉の問題が顕著です。この問題を解決するため、研究者たちは高密度表面筋電図（high-density sEMG, HD-sEMG）技術を導入しました。この技術は空間分解能を向上させることで、目標筋肉のM波（筋活動電位）をよりよく分離することができます。本研究は、HD-sEMGがM波の局在化においてどのように機能するかを評価し、空間フィルターが信号干渉を減少させる効...

視覚誘導による運動感覚錯覚が脊髄反射に及ぼす調節作用：神経科学的研究 学術的背景 神経科学とリハビリテーション医学の分野において、運動感覚錯覚（kinesthetic illusion）は、視覚刺激によって誘導される仮想的な運動知覚現象です。この現象は臨床的に痙縮（spasticity）を抑制することが証明されており、特に脳卒中患者のリハビリテーション治療において潜在的な応用価値を持っています。しかし、運動感覚錯覚の臨床効果は一部検証されているものの、その背後にある神経メカニズムはまだ明確ではありません。特に、運動感覚錯覚が中枢神経ネットワークの活性化を通じて脊髄レベルの神経回路に影響を与えるかどうかは、未解決の課題です。 本研究は、視覚誘導による運動感覚錯覚（kinesthetic ill...

深部乾針治療が脊髄反射に及ぼす神経生理学的影響 学術的背景 深部乾針（Deep Dry Needling, DDN）は、特に神経筋疼痛や痙攣を有する患者において、筋トリガーポイント（Trigger Points, TrPs）を治療するために一般的に使用される方法です。DDNは臨床現場で広く使用されていますが、その神経生理学的メカニズムは完全には解明されていません。トリガーポイントは活動性トリガーポイントと潜在性トリガーポイントに分類され、潜在性トリガーポイントは必ずしも疼痛を引き起こすわけではありませんが、筋機能、運動範囲、および筋疲労性に影響を与える可能性があります。したがって、DDNが脊髄反射に及ぼす影響、特に潜在性トリガーポイントの治療における影響を研究することは、その神経生理学的な作...