スポーツから学ぶ運動システム(その10)

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スポーツから学ぶ運動システム(その10)


3.新しく生まれる競技や運動課題


 今回のオリンピックではスケートボードやサーフィン、スポーツクライミングなどの新しい競技が目を惹いた。以前からの体操や新体操などでもそうなのだが、それまで想像もできない動きが現れたり、ボールがまるで身体の一部のように振る舞ったりする。これまで見たことのない体の使い方だったり、環境との関わり方である。つまり人類は常に無限に新しい体の使い方や運動課題の達成方法を生み出し続けていることになる。


 CAMRでは、これが可能なのは「課題特定的」という人の運動システムの持っている性質によっていると考えている。


 これは機械の運動システム、特にロボットと比べてみるとよくわかる。少し前にアシモというロボットが現れて世界を驚かせた。それまでのロボットは平らな床面でしか歩けなかった。少しのデコボコで簡単に転倒してしまうのである。しかしアシモは小さなデコボコに合わせて歩行を調整し、転倒しないで歩くし、障害物を避け、階段の上り下りもこなす。しかも階段昇降中に失敗して転落したりするところもやや人間っぽい(^^;) 僕も少なからず感動したものだ。「まるで人が入っているようだ」と思った。いよいよSFの世界が現実のものになるのかと期待したものだ。


 しかしそのうちに飽きてしまった。新しいお披露目があるとできることは増えているのだが、いかにも「これならできそうだ」的なものが新たに加わっている。たとえば「ダンスをする」などである。確かに重力と床面との間でバランスを調整する機能をいくぶんか持っているので、そのリソースを利用してダンスでの重心移動などもできるのだろう。そしていかにも「そのためのプログラムだけが新たに加わったな」という感じである。つまりアシモに何かさせようとしたら、アシモにできそうなことを考えてその達成のための機能を新たに加えるのである。


 つまり「決められた大きさのデコボコを歩いて、平面を走って、ボールを蹴る」ことを実現するなら、そのための最低限の機能で組み立てるのである。つまり最低限実現したいことの機能のかたまりがアシモである。そのバランス調整機能を使ってダンスもできるが、「野菜を切って」とか「スキーをして」などと言ってもできないのである。実現できる機能は、元々持っているリソースで可能なものに限られているので、プログラミングもしようがないのである。


 そういった意味で、アシモを始めとするロボットは、「機能特定的」である。その存在が、作り手の計画する「できること」の最低限必要な機能だけで組み立てられているため、アシモ自ら新たな運動スキルを生み出したり、想定外の課題を達成するすることはできないのである。できる運動というのは、最初から持っている機能によって特定されているのである。


 ところが人の運動システムは、機能特定的ではなく、「課題特定的」なのである。新しい課題が提示されると、その達成のために新しい運動機能を自ら生み出していくのである。(その11に続く)


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治療方略について考える(その3)

目安時間:約 5分

治療方略について考える(その3)


治療方略:治療の目標設定とその目標達成のための計画と方策


 前回は学校で習う治療方略は「機械修理型」であると述べました。人の運動システムを構造として理解し、問題のある部分や要素を探して治療する過程は、機械の修理と共通しているからです。


 実際、人の運動システムとロボットのシステムの構造を簡単に比べてみましょう。たとえば力を生み出すのは人では筋肉、機械ではモーターでしょうか。神経系はコンピュータだし、呼吸・循環系は電池やその配線に喩えられるでしょう。構造で比べると、一見、人の運動システムとロボットには沢山似た点が見つかリます。


 でも運動システムの作動の性質で見ると両者はまるっきり異なってきます。実はそこには大きな構造の違いもあるのです。


 たとえばロボットがどんな仕事ができるかは、ロボットができあがったときに決まっています。人と話したり、移動できる能力はできあがったときに決まっていて、急にトランポリンやボルタリング、料理をしろと言われても無理です。それらをするための機能が手足にもコンピュータのプログラムにもないからです。でも人の運動システムは、一つの体で、移動し、探し、食べ、作り,戦い、逃げます。更に新しい運動課題を自ら学び、無限と言って良いほど活動を増やし続けることができます。


 というのも機械の部品はいつも同じ役割・作動を繰り返します。ギアは回転し、力を伝達するだけです。それぞれの部品を組み合わせたユニットでできることも決まっています。でも人の運動システムでは、各要素・各部位に特定の固定的な機能は定まっていません。


 身体の部分で見ても、上肢はものを操作したり、ぶら下がったり、投げたりできますが、体重を部分的に支えて歩く助けもします。手の機能は無限で何に使うかは状況次第です。脚だって歩くだけでなく、字を書いたりものを操作したりもします。 また、1つの筋肉は状況によって、求心性にも遠心性にも異なった運動を生み出します。筋の張力を生み出すメカニズムには、通常の随意的な神経筋ユニットの他に、反射やキャッチ収縮、あるいは単に粘弾性の性質自体があり、1つの運動をするにしても状況によってどのメカニズムが使われるかは異なってきます。(Keshnerの頭部保持の実験などにその具体的な例、頭部の保持に用いられるメカニズムは体幹を揺らす速度によって変化する、があります)


 また神経系も1つの神経細胞が多くの入力と出力の構造を持っており、状況によって働きを変化させていると考えられます。神経への1つの入力が状況によって異なった反応を生み出し、神経細胞の1つの出力は状況によって異なった運動になるからです。


 早い話、1つの運動を様々な異なった筋群で達成するし、逆に1つの筋群で異なった様々な運動をする可能性があるのです。


 一見して共通している構造のように見えて、実は大変な構造の違いがあることがおわかりでしょう。ロボットではそれを構成する部品は決まった作動を繰り返すだけで、全体としてできることも決まっています。まあロボットは実現しようとする機能に特定され、それしかできない、いやそれを実現するための最小限のシステムなのです。人ではそれを構成する様々な構成要素は柔軟で多様な働きをし、全体としても信じられないくらい多様で無限の機能を生み出す可能性に満ちているのです。そしてこのことはそれぞれの作動に大きな違いを生み出していくのです。 ロボットの修理のように動きの悪いところに油を差すような考え方ではとても追いつかないところもあるのです。(その4に続く)

E.A.Keshner, Controlling stability of a complex movement system, Physical Therapy 1990:70:844-855

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