スポーツから学ぶ運動システム(その3)

目安時間:約 5分

スポーツから学ぶ運動システム(その3)


 前回は人の運動システムが同じ運動を繰り返せない理由の1つとして人の運動システムの粘弾性の性質を挙げた。


 ベルンシュタインは他に自由度と多義性の問題を挙げている。


 自由度はコントロールするべき対象の数と考えることができる。たとえば自由度1は線上を行ったり来たり、あるいは軸周りを回転する運動で、どの位置に止めるかは線上あるいは軸周りの一点を指定すれば良い。つまり一つの変数を決定すれば良い。人の関節でたとえるなら蝶番関節である。


 自由度2は平面上の一点の運動で、位置を決定するにはxとyの二つの変数を決定すれば良い。人の関節で言うなら平面関節。


 自由度3はそれに高さが加わり空間内の一点の運動となるので三つの変数を決定する。人の関節で言うなら球関節である。


 機械は基本どの可動部分も軸周りか線上を行ったり来たりする運動である。つまり自由度1の運動に制限されている。それらの組み合わせであるから、硬い基礎の上に設置された一つの可動部分が他の可動部分とお互いに動きを制限する。全体としてどんなに複雑そうな動きをする機械でも、どの部品もその組み合わせである一ユニットの動き方はいつも一つである。


 一方人では自由度2や3の関節の組み合わせである。右手人差し指で壁のスイッチを繰り返し押すとき、人差し指の位置は毎回決まっていても、肩の位置や肘、前腕の位置の組み合わせは無限に存在し、一つに決定されるわけではない。運動の軌跡や速度は無限に存在しうるし、結果はその時の状況による。つまり様々な運動方法で同じ結果を生み出しうる。


 多義性は、人の運動は状況によって、同じ筋収縮が別の運動を生みうるし、異なった筋収縮が同じ運動を生みうると言うことだ。たとえば上腕三頭筋が姿勢や状況によって異なった働きをすることを考えてみれば良い。


 またベルンシュタインは言っていないが、神経構造も1つの細胞がたくさんの細胞に繋がり、1つの細胞はたくさんの神経細胞を受けている。つまり1つの電気命令が多様な反応を生みうるし、たくさんの命令が1つの同じ運動を起こしうる構造なのだ。つまり神経構造で見ても1つの命令が1つの運動に対応していない。 これらをまとめると、状況によっても神経の構造によっても、1つの命令が異なった運動を生み出しうるし、一瞬一瞬に変化する状況の中では、1つの同じ命令が次から次へと異なった運動を生み出すということになる。


 まあ、回りくどくなってしまったが(^^;)、結論としては、人の運動システムは機械と違ったやり方で作動しているし、同じ運動を繰り返せないのだ。


 実際、職人のハンマーを打つ動作は、一回毎に肩や肘の動きや速度の関係が異なっているにも関わらず同じ結果を生み出しているのだが、これをどうやって実現しているのか?これが次回からの話なのだ!(その4に続く)

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スポーツから学ぶ運動システム(その1)

目安時間:約 5分

スポーツから学ぶ運動システム(その1)


 毎日オリンピック競技のテレビ放送を見ている。アスリート達はその時その場でできる最大限のパフォーマンスを生み出そうと必死だ。もちろん上手くいく場合もあるし、失敗する場合もある。上手く最高のプレーを生み出したときに、そして失敗したとしても必死に挑戦するその姿に感動するし、力をもらえるのだろう。


 さて、オリンピック競技を一度にいろいろと見ていると人の運動システムの特徴に気がついてくる。今回のシリーズでは、それを足がかりに人の運動システムの特徴について考え、私達リハビリの臨床に役立つように検討してみたいと思う。


1.人は同じ運動を繰り返せない


 以前から書いていることだが、不思議に思うのはゴルフとテニスである。自分の好きなところにボールを置いて、自分の好きなタイミングで慣れたクラブで打つゴルフが、一球一球速度もコースも高低も球種も異なる球を動きながら打つテニスと同様に難しいのはなぜか?


 あるいはバスケットボールで、全速力で走りながら敵の厳しいディフェンスをかわして打つシュートと自分の好きなタイミングで自由に打てるフリースローが同様に難しいのはなぜか?


 これは人の運動システムの基本的な特徴ゆえに起こる不思議である。


 その基本的特徴が何かというと「人の運動システムは同じ運動を正確に繰り返すことができない」ということだ。つまり人の運動システムはテニスのように変化する状況の中で適応的に身体を変化させ適切な課題を達成できるにもかかわらず、ゴルフのような単一の課題(置いたボールを叩く)のような同じ課題を正確に繰り返すことが難しいのである。思ったところに少しでも近づけるようにプロのゴルファーは気の遠くなるほどのたくさんの練習を、アメリカのNBAのプロバスケットボールの選手はコートに立つまでに通常100万回以上のフリースローの練習を繰り返しているのである。


 この特徴に一番最初に気づいたのはロシアの運動生理学者のベルンシュタインだろう。彼は労働者の技能について研究をしていた。職人さんがハンマーで釘の頭を正確に叩く様子を運動分析装置で見てみると、毎回異なった軌跡で開始位置や叩く速度も微妙に異なっていることに気がついたのである。この微妙な運動のズレはプロゴルファーのスイングやバスケットボール選手のフォームにも見られる。


 通常私達は職人さんの動きを見ると、「正確に同じ運動を繰り返している」と考えてしまう。「技を何度も繰り返すことによって、頭の中にプログラムができて、それによって正確に運動を繰り返して、同じ結果を出している」と考えるわけだ。


 しかしこれはロボットのように人の運動システムの作動を考えてしまう結果だ。機械は同じ運動を繰り返すことが得意である。機械では、硬い安定した躯体と可動部分を厳密に制限して必要以外の動き(ブレ)をなくすことで同じ運動を繰り返し、同じ結果を生み出している。


 だからもし人の腕を模した機械の腕で、中枢の関節の動きが1ミリ以下でもずれれば、先端の動きの誤差は遙かに大きくなってしまう。しかし職人さんの腕全体の動きは常に様々な要素でズレているのだから、釘の頭をハンマーで捉えることは常に失敗してしまうかというとそうでもない。


 つまり「人は同じ運動を繰り返すのができない」ので、職人さんやアスリートは「毎回異なった運動で正確に同じ結果を生み出している」ということになる。これは不思議なことである。これがどのように行われているかを知ることは私達にとっては非常に有益だろう。次回からこれを考えてみたい。(その2に続く)

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知覚システムについて考える(その1)

目安時間:約 4分

知覚システムについて考える(その1)


 学校では感覚系は視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚などとモダリティ毎に独立した感じで習ったと思います。


 しかしアフォーダンスを提案した生態心理学のギブソンはそれぞれの感覚は独立したものではなく、それぞれが互いに緊密に結びついていて一つの知覚システムとして理解するべきだと言っています。


 たとえばベルンシュタインがわかりやすい例を挙げていて、人の眼球を動かない様にすると、見ている対象の次元、大きさ、形や対象までの距離などもわからなくなるそうです。つまり対象を網膜の中心に据えたり、焦点を合わせたり、輪郭をなぞる眼球周囲の筋群の活動に伴う筋感覚も見えの知覚に参加して、これによって形や大きさや対象までの距離などがわかるのだと言うのです。


 つまり見るにしても聞くにしても触る、味わうなどにしても常に全身の筋群でそれを行っているわけです。機械の様に気温は温度センサー、見えは光学センサーなどと単独に情報を得ているわけではないのです。


 人は様々な感覚を同時に使っていろいろなものを理解しています。まあ、赤ちゃんを見ていると、見たものに手を伸ばして触って舐めて、いろいろな感覚で対象を理解していますしね。あんなイメージなのでしょうか。


 また知覚システムは、受け身ではなく能動的であるという特徴を持っています。目は単に見ているのではなく、見つめ、調べ、確認しているのです。耳も単に外界の音を流し込まれているのではなく、最も重要な音を選んで聞いているのです。


 ギブソンは、骨格とそれをつなぐ軟部組織や筋群などが一体になって構成される人の身体をボーンスペースと呼んでいます。彼の言う触覚系(筋の固有覚を含む)は、全身常に一体となって対象物を動きながら知覚し、同時に自分の体の状態も知覚しているのです。


 こうしてみると知覚システムとは、様々な感覚が緊密に連絡し合っていて単独の感覚では語れないものであり、動きながら知るシステムであり、知覚しているのは対象だけでなく同時に自分の身体のことも知るシステムであることがわかります。対象を知ることが自分の体の状態を知ることでもあり、自分の体の状態を知ることが対象を知ることでもあるのです。


 そうすると脳性運動障害後にひどい過緊張が現れることがあります。ひどい例だと全身の動きは失われ、顔は仮面様、眼球の動きも見られなくなります。となると、全身で動きながら触覚系について知るというボーンスペースが機能しなくなると思われます。つまり目は開いて見ていても、形や大きさや次元は認知できないかも・・・(その2に続く)


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CAMRの旅お休み処 シーズン3 その3

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今回は「CAMRの旅お休み処 シーズン3 その3」です。



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CAMRの旅お休み処 シーズン3 その3
「軌跡が決まるのは奇跡的?なんちゃって (^^;) ベルンシュタイン問題続きの続き」



 秋山です。タイトルにこりすぎると、ろくなことはないのですが・・・。



 その昔、私は養成校の教官をしていまして。その頃の悩みの種が「作業分析」の講義ノート作りでした。当時の教科書には、作業の一般的な分析をやれ、と載っていまして、社会的な意味や精神面への影響などとともに運動についても話さなければなりませんでした。



 この作業を遂行するときにどんな動きが必要で、その動きのためにはどこの関節がどの方向にどれくらい動いて、その筋肉は・・・とやるのですが、考えれば考えるほどロボットみたいな動きになるし、使う筋肉も姿勢も入れれば結局全身か?ということになってしまいます。



 学生さんに、「この工程の動きの関節可動範囲はこれでいいのですか」と質問されても、「うーん、良いと言えば良いような、それだけじゃないといえばないような」と何とも曖昧な返事で。(当時の皆さん、すみません) 机の上のコップを持つ、という時、人によって動きは違うし、肝心なのはコップまで手が届くことなのに、肩関節がどうとか肘が・・・というのは本筋ではないと思いながらも、共通の一つの答えを探しているようなものでした。



 長々と思い出話をしてしまいました。



 コップに手を伸ばした時、一度として同じ軌跡を通りません。一回ごとに通り道や速度は異なります。環境が同じでも同じ軌跡を通らないし、ましてや環境が異なればそれに応じた軌跡を通るでしょう。当たり前といえば当たり前ですが、正しいやり方を求めていると見落としてしまいます。



 軌跡は異なるのですが、同じ結果を生み出すことができます。手がどう通っていってもコップをちゃんと持てる。この辺のことは、CAMRホームページ 人の運動変化の特徴 その2 異なった方法でいつも同じ結果を出すこと をご覧ください。



 ふー、やっと先に進めるかな。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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CAMRの旅お休み処 シーズン3 その2

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今回は「CAMRの旅お休み処 シーズン3 その2」です。


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CAMRの旅お休み処 シーズン3 その2
「自由度ってやつは・・・ ベルンシュタイン問題続き」



秋山です。前回がちょっと適当(良い意味ではなくてね)だったので、追加です。



 「運動制御がなぜ難しいか」について、ベルンシュタインが挙げている一番目の問題点。以下、著書の「デクステリティ」から。


 「私達は体肢と頭にある装置だけでも100近くの動き(自由度)があり、首や体幹の柔軟性を加えれば、その数はさらに膨大なものになる。歩いたり投げたりする時、いくつもの関節で異なる動作が同時に行われる。複雑な動作の要素一つ一つに注意を向け個別に制御するとしたら、膨大な注意を配分しなければならない。」



 個々の筋肉と運動野が1対1で対応し、脳が一つ一つに指令を出しているという考え方では無理があるのではないか?ということでしょうね。
まだ続く・・・



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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CAMRの旅お休み処 シーズン3 その1

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今回は「CAMRの旅お休み処 シーズン3 その1」です。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆以下引用★☆★☆★☆★☆★☆★☆



CAMRの旅お休み処 シーズン3 その1
「What is ベルンシュタイン問題?」



 秋山です。シーズン3はCAMRを支える理論などの中から、私がよくわからなかった(時として今もわからない)ものを、徒然なるままに復習していこうと思います。いい加減、別タイトルでも良いような気もしますが・・・。
何かの参考になれば幸いです(^_^)



 「ベルンシュタインを読む!」シリーズの中に、「ベルンシュタイン問題」というのが出てきます。最近の運動制御の話にはちょこちょこ出てきています。まず、自由度の問題について。



 上肢だけを見ても、複合関節である肩・肘・手、手指の関節、それぞれに筋肉がいろいろ付き、また神経が・・・となると、制御しなければならないものが膨大になります。手を使うとなると両手、そして姿勢制御と考えると、脳は瞬間的にものすごいコントロールを行わなければならない。それはあまり現実的ではない。



 もう一つ、文脈性の問題。同じようにやったからといって、いつも同じ結果になるとは限りません。環境の変化でも運動の結果は変わってきます。でも、異なる運動で同じ結果は出せる・・・。自由度の方は「ほほー、なるほど」と思ったのですが、文脈性の方は理解が今ひとつ(^^;)



 動作から見ると、机の上のコップをとる時、手がコップに行き着くまでの通り道は無数にあります。どのように持つかも無数にある。無限にある解の中から、1つを選んで行っている。これは、従来の運動プログラム説では説明しきれない、ということになります。
続く~



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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「リハビリの夜」を読む!(その6;最終回)

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今回は「「リハビリの夜」を読む!(その6;最終回)です。



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「リハビリの夜」を読む!(その6;最終回)2013/3/23
 第二章のコラム「脳性まひリハビリテーションの戦後史」の冒頭で、著者は「健常な動き」を目標としたようなリハビリについて、「少数派に過剰適応を強いる同化的な発想」と指摘しています。



 「障害」という体験は、「ある社会の中で多数派とは異なる身体的条件を持った少数派が、多数派向けに作られた社会のしくみになじめないことで生じる生活上の困難のことである」とし、その責任を一方的に少数派に押しつけることはできないと述べています。しかし過去の歴史を見ると、社会を変えていくのではなく少数派に過剰適応を強いてきた、といいます。



 リハビリ現場においても、著者が自分の体にとって負担の少ないやり方で動こうとするたびに、「その動き方は正しくありません!」と介入されたと言います。これも多数派にみられる「健常な動き」を、一方的に「規範的な体の動かし方」と決めつけて、少数派に無理強いするような同化的な発想だと述べています。



 そういえば、セラピストの間ではよく「正常運動」という言葉が聞かれます。そこに同化的な発想は潜んでいないでしょうか? クライエントに理不尽な過剰適応を強いていないでしょうか?



 今回で、「リハビリの夜」を読む!シリーズは最終回となります。これまで読んでくださった方々、どうもありがとうございました。



 初回にも書きましたが、この本はセラピスト必読の書だと思います。一人でも多くの方に、熊谷先生の声に耳を傾けていただきたいと思います。また、今回は取り上げませんでしたが、ベルンシュタインの身体内協応構造から一歩進めて、身体外協応構造という興味深いアイデアも提案されています。興味を持たれた方がおられましたら、是非本書を手に取ってみてください。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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ベルンシュタインを読む!(その9;最終回!)

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今回は「ベルンシュタインを読む!(その9;最終回!)」です。



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ベルンシュタインを読む!(その9;最終回!)2013/1/25
 横紋筋革命後、すべての動物のなかで適応と発達の問題に対する最良の解決策を見つけたのは脊椎動物でした。軟体動物の利点すべてと、大きな力を伝えるのに適したレバーシステムとを結びつける難問を解決できた唯一の原理は、脊椎動物の基本原理だったのです。



 節足動物が袋小路に迷い込んだのに対して、脊椎動物は抜群の状況適応能力を得て、さらなる発展をエンジョイしていきました。その脊椎動物の発展順は以下の通りです。



Ⅰ 魚類
Ⅱ 両生類
Ⅲ 爬虫類
Ⅳ 鳥類
Ⅴ 哺乳類



 生存をめぐる競争と闘争のなかで運動器は豊富になり、脊椎動物の動作は力強さ、すばやさ、正確さ、持久性といった点で豊かになっていきました。しかしこれらは動作の量的な発達にすぎません。動作にはもっと重要な側面があります。



 解決すべき運動課題はますます複雑になり、同時にますます多様化していき、さらに予期せぬ1回限りの問題がどんどん増えていきました。それに対応するには直ちに決断でき、運動を正確にしかも巧みに行なう能力が必要になります。これらの複雑で多様な調整に応え得る構造、すなわち脳をはじめとする中枢神経系へのニーズが高まってきたのです。



 実は、横紋筋革命は2つのイノベーションを生み出していました。1つは「感覚による調整」で、もう1つは「体肢の発達」です。そしてこれらが爆発的な中枢神経系の発達を導いたのだそうです。


 かくして人間に至るまで進化した脊椎動物は、その進化の段階ごとのニーズに応じて、中枢神経系を発達させていきました。 これで第Ⅲ章が終わります。



 一区切りついた所で、このシリーズも最終回とさせていただきます。ベルンシュタインの世界の散策、楽しんでいただけたでしょうか? これまで紹介させていただいた内容だけでも、「ヘーッ!」「ホーッ!」といった気付きがいくつかあったのではないでしょうか?


しかし、この本の真骨頂はこれからなのです。「ヘー」や「ホー」を通り越して、「ヒャー!」「ウギャー!」といった絶叫マシンへと化していきます。本当におススメの本ですので、興味を持たれた方は是非ご一読ください。CAMRの理解にも役立つと思いますよ。



 これまでこのシリーズに目を通していただいた方々、どうもありがとうございました。次の企画(なんてあるのかな?)でまたお会いしましょう!



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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ベルンシュタインを読む!(その8)

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今回は「ベルンシュタインを読む!(その8)」です。



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ベルンシュタインを読む!(その8)2013/1/23
 レバーシステムを持った動物から生まれた2つのグループとは、すなわち脊椎動物と節足動物です。レバーシステムを駆使する戦略として、内骨格を選択したのが脊椎動物で、外骨格を選択したのが節足動物です。そしてこの戦略の違いが明暗を分けました。



 脊椎動物は節足動物に比べ、段違いの柔軟性を持っています。しかしその反面、節足動物が頑丈な鎧のおかげで、支持にほとんど筋力をつかわなくてすむのに対して、脊椎動物はじっと立っているだけでも筋活動が必要になります。



 さらに、鳴り物入りで登場した横紋筋ですが、実は以下の3つの弱点がありました。
①弾丸のように乱暴に収縮すること
②収縮の持続時間がきわめて短いこと
③収縮の強さを制御できないこと



 これらの弱点を克服するために、強縮と呼ばれる高頻度の連続した興奮性刺激による収縮形態を利用しなければならなかったり、収縮力を制御するために動員する運動単位の数を調節しなければなりませんでした。



 これらは脊椎動物にとってマイナスのように感じます。立っているだけでも筋活動が必要なのに、その筋ときたら、気難しいじゃじゃ馬のようにコントロールが難しい横紋筋なのです。しかし一見デメリットのように感じるこれらの特徴のおかげで、並外れた適応性と操作性を兼ね備えることが可能になったというのです。



 例えば代表的な弦楽器のギターとバイオリンを比べてみましょう。ギターにはフレットという区切りがついていて、初心者でも割と簡単に音程をキープできます。一方バイオリンにはフレットがなく、のっぺらぼうな板の上で演奏者のスキルによって音程をキープしなければなりません。フレットがない方が自由度が大きくコントロールが難しいのですが、熟練者にとってはその方が使い勝手が良いのだそうです。 …続く。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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ベルンシュタインを読む!(その7)

目安時間:約 3分

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今回は「ベルンシュタインを読む!(その7)」です。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆以下引用★☆★☆★☆★☆★☆★☆



ベルンシュタインを読む!(その7)2013/1/18
第Ⅲ章「動作の起源について」より。
 この章では生命の誕生まで遡って、器管や動作の起源から発達史について述べられています。ベースには自然選択、生存競争といったテーマが流れています。少しまわり道っぽい気もしますが、興味深い点も多々あり、次に進む下地作り的なところもありますので、しばしお付き合いください。



 さてある時、その後に続く進化を左右する決定的な出来事が起こりました。それは横紋筋の出現です。横紋筋は古くからある平滑筋の数千倍の大きな力を発揮でき、電光石火の速さで収縮します。原始的な軟体動物に欠けていた、速さと力の問題を完璧に解決しました。



 そして次のニーズが生まれました。このような素早く強力なエンジンは、ミミズやクラゲなどのやわな体には負担が大きすぎます。そこで急遽必要になったのが、硬くて丈夫なレバー(挺子)システムでした。このシステムによって、新しい筋は高度な動きと、力強い収縮に適した力の作用点を得ることができました。ベルンシュタインはこの一連の出来事を「横紋筋革命」と呼んでいます。



 その後、レバーシステムを持った動物は、体を支持するためのまったく異なる戦略を持った2つのグループに分かれていきました。そしてこの2つのグループは、巧みさという観点から見るならば、はっきりと明暗を分けることになってしまったのです。 …続く。



★☆★☆★☆★☆★☆★☆引用終わり★☆★☆★☆★☆★☆★☆



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